JPS6046072B2 - リンをドープされたシリコン単結晶棒の製造方法 - Google Patents
リンをドープされたシリコン単結晶棒の製造方法Info
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- JPS6046072B2 JPS6046072B2 JP51137197A JP13719776A JPS6046072B2 JP S6046072 B2 JPS6046072 B2 JP S6046072B2 JP 51137197 A JP51137197 A JP 51137197A JP 13719776 A JP13719776 A JP 13719776A JP S6046072 B2 JPS6046072 B2 JP S6046072B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/06—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting the molten zone not extending over the whole cross-section
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はドープ物質濃度が半径方向に所定の分布を
しているリンをドープされたシリコン単結晶棒の製造方
法を対象とする。
しているリンをドープされたシリコン単結晶棒の製造方
法を対象とする。
半導体デバイスの製作に使用されるシリコン単結晶棒は
一般に棒の断面の全体に亘つてできるだけ一様にドープ
物質が分布しているものが希望される。
一般に棒の断面の全体に亘つてできるだけ一様にドープ
物質が分布しているものが希望される。
特定の半導体デバイス例えば電力用の面積の大きい高逆
耐電圧サイリスタの場合には順方向ブロッキング性能と
逆方向阻止機能をほぼ等しくするため、また三層ダイオ
ードと集積されている大面積サイリスタの場合にはダイ
オードの貫通放電電圧をサイリスタのスイッチング電圧
以下にするため、中心部分ては抵抗率ρが一様に分布し
周縁部で適当に上昇または低下しているシリコン単結晶
が使用される。
耐電圧サイリスタの場合には順方向ブロッキング性能と
逆方向阻止機能をほぼ等しくするため、また三層ダイオ
ードと集積されている大面積サイリスタの場合にはダイ
オードの貫通放電電圧をサイリスタのスイッチング電圧
以下にするため、中心部分ては抵抗率ρが一様に分布し
周縁部で適当に上昇または低下しているシリコン単結晶
が使用される。
この場合結晶棒中のドープ物質濃度は中心部で一様であ
つて周縁に向つて上昇または降下する分布となる。この
発明の目的はこのようなドープ物質濃度分布を持つシリ
コン単結晶の有効な製造方法を提供することである。
つて周縁に向つて上昇または降下する分布となる。この
発明の目的はこのようなドープ物質濃度分布を持つシリ
コン単結晶の有効な製造方法を提供することである。
この目的はこの発明により、ほぼ一様なドープ物質濃度
分布を持つシリコン単結晶に真空中またはドープ物質を
含むガス雰囲気中で深さが棒の半径より小さい環状の溶
融帯域を作つてこの溶融帯域を少くとも一回棒の全長に
亘つて移動させ、その際環状溶融帯域の深さとその移動
速度を調節することによつて棒の周縁部のドープ物質濃
度を所望の値に低下させるかまたは周囲からドープ物質
を侵入させて周縁に向つて増大する濃度分布とすること
によつて達成される。結晶棒の帯域溶融に際して還状溶
融帯域の深さは誘導加熱コイルの間隔と形状という装置
の構造パラメータおよび誘導加熱コイルの高周波エネル
ーギーと溶融帯域の移動速度という装置の運転パラメー
タによつて調整することができるが、これらのパラメー
タに対する関係が溶融装置によつても変るので溶融帯域
の深さと構造パラメータならびに運転パラメータとの関
係は使用する加熱装置に．−おいて予め実験によつて求
めておかなければならない。その際溶融帯域の深さは処
理した実験棒を切断しその切断面のドーパント濃度分布
を調べることによつて決定される。雑誌“゜Ｊ．Ｅ１ｅ
ｃｔｒ０ｃｈｅｍ．Ｓ０ｃ．゛第１０８巻（１９６１）
、・１７１〜１７６ページのＴａｎｅｎｂａｕｍおよび
Ｍｉｌｌｓの論文によれば、熱中性子照射によつて一様
なｎ型導電率を持つシリコン結晶を作ることができる。
分布を持つシリコン単結晶に真空中またはドープ物質を
含むガス雰囲気中で深さが棒の半径より小さい環状の溶
融帯域を作つてこの溶融帯域を少くとも一回棒の全長に
亘つて移動させ、その際環状溶融帯域の深さとその移動
速度を調節することによつて棒の周縁部のドープ物質濃
度を所望の値に低下させるかまたは周囲からドープ物質
を侵入させて周縁に向つて増大する濃度分布とすること
によつて達成される。結晶棒の帯域溶融に際して還状溶
融帯域の深さは誘導加熱コイルの間隔と形状という装置
の構造パラメータおよび誘導加熱コイルの高周波エネル
ーギーと溶融帯域の移動速度という装置の運転パラメー
タによつて調整することができるが、これらのパラメー
タに対する関係が溶融装置によつても変るので溶融帯域
の深さと構造パラメータならびに運転パラメータとの関
係は使用する加熱装置に．−おいて予め実験によつて求
めておかなければならない。その際溶融帯域の深さは処
理した実験棒を切断しその切断面のドーパント濃度分布
を調べることによつて決定される。雑誌“゜Ｊ．Ｅ１ｅ
ｃｔｒ０ｃｈｅｍ．Ｓ０ｃ．゛第１０８巻（１９６１）
、・１７１〜１７６ページのＴａｎｅｎｂａｕｍおよび
Ｍｉｌｌｓの論文によれば、熱中性子照射によつて一様
なｎ型導電率を持つシリコン結晶を作ることができる。
シリコン中の天然同位元？０Ｓｉは熱中性子を吸収しγ
線を放出して不安定同位元素３１Ｓｉとなり、更にβ線
を放出して（半減期２．６２ｈ）安定元素３１Ｐとなる
。この反応 ３０Ｓｉ（Ｎ，γ）３１Ｓｉ→３１Ｐを
利用するシリコンの放射線ドーピングに対しては３１Ｓ
ｉが完全に崩壊し、３ＣＳｉの減損が無視できるとして
次の簡単な関係が成立する。
線を放出して不安定同位元素３１Ｓｉとなり、更にβ線
を放出して（半減期２．６２ｈ）安定元素３１Ｐとなる
。この反応 ３０Ｓｉ（Ｎ，γ）３１Ｓｉ→３１Ｐを
利用するシリコンの放射線ドーピングに対しては３１Ｓ
ｉが完全に崩壊し、３ＣＳｉの減損が無視できるとして
次の簡単な関係が成立する。
ここで Ｃｐ＝２．０×１０−４ΦＴ
Ｃｐ：リン濃度（ｃ！ｎ−３）
ｌ Φ：熱中性子束（Ａｒｌ−２・ｓ−１）
ｔ：照射時間（ｓ）この発明はこの事実を利用して
シリコン単結晶を中性子で照射することにより上記の核
反応によつて出発材料の一様なリンドーピングを行なう
。
ｔ：照射時間（ｓ）この発明はこの事実を利用して
シリコン単結晶を中性子で照射することにより上記の核
反応によつて出発材料の一様なリンドーピングを行なう
。
このような放射線ドーピングによれば棒の断面および長
さに亘つて極めて一様な、縞状の変動（ストリエーシヨ
ン）のないドーピングを結晶棒の直径の大小に関係なく
作ることができる。例えは下ーピング物質が正確に一様
に分布していて比抵抗が３０（：）．Ｃ７７！であるｎ
型のシリコン結晶がこの方法によつて製作可能である。
この発明においては上記の方法の外蒸発し易いリン化合
物を使用しドープ物質を含む輸送ガスの特定量を帯域溶
融時の溶融帯に吹きつけるか、あるいは多結晶シリコン
棒を作る際にガス状のシリコン化合物をガス状のリン化
合物と共に熱分解してシリコン基体上に析出させること
によつて一様なリンドーピングを実現する。
さに亘つて極めて一様な、縞状の変動（ストリエーシヨ
ン）のないドーピングを結晶棒の直径の大小に関係なく
作ることができる。例えは下ーピング物質が正確に一様
に分布していて比抵抗が３０（：）．Ｃ７７！であるｎ
型のシリコン結晶がこの方法によつて製作可能である。
この発明においては上記の方法の外蒸発し易いリン化合
物を使用しドープ物質を含む輸送ガスの特定量を帯域溶
融時の溶融帯に吹きつけるか、あるいは多結晶シリコン
棒を作る際にガス状のシリコン化合物をガス状のリン化
合物と共に熱分解してシリコン基体上に析出させること
によつて一様なリンドーピングを実現する。
シリコンを含むガス状化合物としてはシリコクロロホル
ムまたは四塩化シリコンを使用し、リン化合物としては
ガス化の容易なリン化水素または塩化ニトリロリンを使
用する。出発材料としての棒はドープされた心棒上にガ
ス相からシリコンを析出させた後帯域溶融によつて棒の
断面全体にドープ物質を一様に分布させることによつて
も作ることがてきる。しかしこの古くから行われている
ドーピングに比べて放射線ドーピングはドープ物質の一
様な分布という点では無条件に勝れている。環状溶融帯
域のドープ物質は、誘導加熱コイルの近傍に設けられ出
口と環状溶融帯域との間の間隔が調節可能なノズルを通
して導くことができる。
ムまたは四塩化シリコンを使用し、リン化合物としては
ガス化の容易なリン化水素または塩化ニトリロリンを使
用する。出発材料としての棒はドープされた心棒上にガ
ス相からシリコンを析出させた後帯域溶融によつて棒の
断面全体にドープ物質を一様に分布させることによつて
も作ることがてきる。しかしこの古くから行われている
ドーピングに比べて放射線ドーピングはドープ物質の一
様な分布という点では無条件に勝れている。環状溶融帯
域のドープ物質は、誘導加熱コイルの近傍に設けられ出
口と環状溶融帯域との間の間隔が調節可能なノズルを通
して導くことができる。
結晶棒は帯域溶融中その長軸の回りに回転させると有利
である。
である。
環状溶融帯域へのドーピングは、僅かな過圧で容器に満
され規定濃度のドープ物質を含むガス雰囲気から行なう
と有利である。
され規定濃度のドープ物質を含むガス雰囲気から行なう
と有利である。
溶融帯域の移動速度は毎分０．５ないし８Ｔｒ０ｒｔ１
特に２Ｔｆ０ｎに設定することができる。
特に２Ｔｆ０ｎに設定することができる。
結晶棒は少くとも１０−５Ｔ０ｒｒの真空中て環状帯域
溶融を行なうことができる。
溶融を行なうことができる。
表面部分だけに溶融帯域を作ることに対してはこの発明
の実施例においては内径が棒の直径より最大で１０Ｔｒ
０ｆＬだけ大きい単巻扁平コイルが使用され１る。
の実施例においては内径が棒の直径より最大で１０Ｔｒ
０ｆＬだけ大きい単巻扁平コイルが使用され１る。
このコイルには高周波発振器から電気エネルギーを供給
して棒にその半径の１１１０から１１３の間の深さの環
状溶融帯域を作る。複数のコイルを縦に並べて同時に使
用し、それらに互に異つた大きさの電気エネルギーを供
給す・ることも可能である。
して棒にその半径の１１１０から１１３の間の深さの環
状溶融帯域を作る。複数のコイルを縦に並べて同時に使
用し、それらに互に異つた大きさの電気エネルギーを供
給す・ることも可能である。
この場合ドープ物質濃度の分布状態に対して多くの変形
が可能となる。この発明の方法によつて製作されたシリ
コン結晶棒から切り出した結晶板をサイリスタ、特に大
電力サイリスタに使用する場合、切り出した結晶１板の
ｎ導電型領域が始めのままに保持される。次に図面を参
照しながら実施例についてこの発明を更に詳細に説明す
る。第１図は中性子照射によつて作られた出発材料中の
抵抗分布であり、第２図と第３図は帯域溶融一を行つた
後に得られる所望の抵抗分布である。
が可能となる。この発明の方法によつて製作されたシリ
コン結晶棒から切り出した結晶板をサイリスタ、特に大
電力サイリスタに使用する場合、切り出した結晶１板の
ｎ導電型領域が始めのままに保持される。次に図面を参
照しながら実施例についてこの発明を更に詳細に説明す
る。第１図は中性子照射によつて作られた出発材料中の
抵抗分布であり、第２図と第３図は帯域溶融一を行つた
後に得られる所望の抵抗分布である。
これらの図において横軸は棒から切り出された結晶円盤
の直径方向の座標であり、縦軸は円盤の一つの直径上て
測定した比抵抗の値である。中央の破線は円盤の中心を
示している。第１図に示した抵抗分布を持ち出発材料と
して使用されるシリコン単結晶棒は次の方法で作られる
。
の直径方向の座標であり、縦軸は円盤の一つの直径上て
測定した比抵抗の値である。中央の破線は円盤の中心を
示している。第１図に示した抵抗分布を持ち出発材料と
して使用されるシリコン単結晶棒は次の方法で作られる
。
多結晶シリコン棒を真空中で帯域溶融する。この場合（
１１１）方向に切り出された種結晶を融着してもよい。
帯域溶融後のシリコン結晶はｎ型で比抵抗は１２３０Ω
ｄである。続いて２回の帯域溶融を真空中で行なうこと
によりｐ型で２３００Ωαの比抵抗となる。抵抗分析に
よれは結晶のｐ型をきめる不純物はホウ素であつてその
濃度は５．６×１０１２ｃｍ−３である。第１図に示さ
れた目的とするｎ型の比抵抗１３０ΩＧに対するリンの
ドーピング濃度は４×１０１３ｃｍ−３となる。従つて
シリコン単結晶棒を挿入した原子炉内の中性子束は約１
時間の照射時間中８×１０１３Ｃｒｆ１−２ｓ−１に保
持する。これによつて第１図に示したような一様で縞状
の変動のないリンドーピングが得られる。次に第２図に
示した比抵抗分布とするため中性子照射したシリコン結
晶棒１０−５Ｔ０ｒｒ程度の真空中で第４図に示したよ
うな帯域溶融を実施する。
１１１）方向に切り出された種結晶を融着してもよい。
帯域溶融後のシリコン結晶はｎ型で比抵抗は１２３０Ω
ｄである。続いて２回の帯域溶融を真空中で行なうこと
によりｐ型で２３００Ωαの比抵抗となる。抵抗分析に
よれは結晶のｐ型をきめる不純物はホウ素であつてその
濃度は５．６×１０１２ｃｍ−３である。第１図に示さ
れた目的とするｎ型の比抵抗１３０ΩＧに対するリンの
ドーピング濃度は４×１０１３ｃｍ−３となる。従つて
シリコン単結晶棒を挿入した原子炉内の中性子束は約１
時間の照射時間中８×１０１３Ｃｒｆ１−２ｓ−１に保
持する。これによつて第１図に示したような一様で縞状
の変動のないリンドーピングが得られる。次に第２図に
示した比抵抗分布とするため中性子照射したシリコン結
晶棒１０−５Ｔ０ｒｒ程度の真空中で第４図に示したよ
うな帯域溶融を実施する。
この場合溶融帯域４は破線で示しようにシリコン棒５の
半径より小さい深さＴまでてある。この環状の溶融帯域
は誘導加熱コイル６によつて作り少なくとも一回棒の全
長に亘つて移動させる。加熱コイル６には電源８から給
電する。溶融帯域の移動は図に両頭矢印で示したように
上向きでも下向きでもよい。真空中で環状溶融帯域４か
ら蒸発するリン原子の数はリンの蒸発係数を考慮して次
のパラメータによつて決定される。１誘導加熱コイルに
供給される高周波電力２加熱コイルの形状と棒との間の
間隔（コイルの内径）３溶融帯域の移動速度４帯域通過
回数 第２図の比低抗分布曲線に対しては例えは次の値が選は
れる。
半径より小さい深さＴまでてある。この環状の溶融帯域
は誘導加熱コイル６によつて作り少なくとも一回棒の全
長に亘つて移動させる。加熱コイル６には電源８から給
電する。溶融帯域の移動は図に両頭矢印で示したように
上向きでも下向きでもよい。真空中で環状溶融帯域４か
ら蒸発するリン原子の数はリンの蒸発係数を考慮して次
のパラメータによつて決定される。１誘導加熱コイルに
供給される高周波電力２加熱コイルの形状と棒との間の
間隔（コイルの内径）３溶融帯域の移動速度４帯域通過
回数 第２図の比低抗分布曲線に対しては例えは次の値が選は
れる。
棒の直径：５３ＴｍＩｎ
加熱コイルの内径：６０Ｔｍ！ｎ
溶融帯域の巾：７Ｔ＄１
溶融帯域の深さ：５ｗ０ｎ
帯域移動速度：２ＴＷ１／分
帯域通過回数：１
真空度：１０−５Ｔ０ｒｒ
未溶融棒部分の回転速度：２−１０回転／分第２図に示
した分布以外の比抵抗分布もこの発明の方法によつて作
ることができる。
した分布以外の比抵抗分布もこの発明の方法によつて作
ることができる。
また複数の誘導加熱コイルを縦に並べてそれらに互に異
つた大きさの電気エネルギーを供給し、同時に結晶棒に
沿つて移動させることができる。この発明の方法は出発
材料のシリコン結晶棒の結晶方向には無関係に有効てあ
る。
つた大きさの電気エネルギーを供給し、同時に結晶棒に
沿つて移動させることができる。この発明の方法は出発
材料のシリコン結晶棒の結晶方向には無関係に有効てあ
る。
〔１００〕方向の結晶は〔１１１）方向のものよりドー
ピングの均一性が高いため従来のドーピング方法（蒸発
加熱のリン化合物を使用する出発材料棒のドーピング）
ノの使用も可能である。第３図に示した比抵抗分布とす
るため中性子照射によつて第１図に示したような比抵抗
分布を持つシリコン結晶棒に僅かの過圧（イ）．１５気
圧）のアルゴン雰囲気中で帯域溶融処理を施す。
ピングの均一性が高いため従来のドーピング方法（蒸発
加熱のリン化合物を使用する出発材料棒のドーピング）
ノの使用も可能である。第３図に示した比抵抗分布とす
るため中性子照射によつて第１図に示したような比抵抗
分布を持つシリコン結晶棒に僅かの過圧（イ）．１５気
圧）のアルゴン雰囲気中で帯域溶融処理を施す。
第５図に示されているようにシリコン棒５の半径より小
さい深さＴの環状溶融帯域４を誘導加熱コイル６によつ
て作り少くとも一回棒５の全長を通歌させる。加熱コイ
ル６には電源８から高周波電力を供給し、溶融帯域の深
さＴはこの電力によつて調節する。
さい深さＴの環状溶融帯域４を誘導加熱コイル６によつ
て作り少くとも一回棒５の全長を通歌させる。加熱コイ
ル６には電源８から高周波電力を供給し、溶融帯域の深
さＴはこの電力によつて調節する。
加熱コイル６はドイツ連邦共和国特許第２０２０１８？
明細書に記載されているように、ドープ物質を導く通路
９を備え、ガス状の塩化ニトリロリンがアルゴンを輸送
ガスとして直接溶融帯域４に吹きつけられる。シリコン
棒５の周縁部のドープ物質濃度は次のパラメータによつ
て決定される。１ 中性ドーピングによつて始めから存
在するリン原子濃度２塩化ニトリロリンを含む輸送ガス
の流速３輸送ガスの塩化ニトリロリン濃度（これはドー
プ物質の蒸気によつてきめられる）４加熱コイルの電力
供給量 ５棒の周面とコイル内面間の間隔とコイルの形６溶融帯
域通過回数７溶融帯域の移動速度 この場合両頭矢印で示されているように溶融帯域の移動
は上向きでも下向きでもよい。
明細書に記載されているように、ドープ物質を導く通路
９を備え、ガス状の塩化ニトリロリンがアルゴンを輸送
ガスとして直接溶融帯域４に吹きつけられる。シリコン
棒５の周縁部のドープ物質濃度は次のパラメータによつ
て決定される。１ 中性ドーピングによつて始めから存
在するリン原子濃度２塩化ニトリロリンを含む輸送ガス
の流速３輸送ガスの塩化ニトリロリン濃度（これはドー
プ物質の蒸気によつてきめられる）４加熱コイルの電力
供給量 ５棒の周面とコイル内面間の間隔とコイルの形６溶融帯
域通過回数７溶融帯域の移動速度 この場合両頭矢印で示されているように溶融帯域の移動
は上向きでも下向きでもよい。
シリコン棒５は帯域溶融中その長軸の回りに回転させる
−（矢印１１）。回転の向きはどちらでもよい。第３図
の比抵抗分布を得るためには例えば次の数値を採用する
ことができる。棒の直径：５３Ｗ＄ｌ 加熱コイルの内径：６０Ｔ！Ｕｒｔ 溶融帯域の巾：７Ｔｒｒｍ 溶融帯域の深さ：５瓢 溶融帯域の移動速度：２ｍ／分 溶融帯域通過回数：１ 棒の回転速度：２〜Ｗ回転／分 ドーピング用のガスの流速：５′／時 塩化ニトリロリンの貯蔵容器の温度：０℃２０℃におい
ての塩化ニトリロリンの圧力ニ
５×１０３Ｔ０ｒＴ′ドーピング用のガスの通
路を誘導加熱コイルに設ける代りにドーピングガスのノ
ズルを誘導加熱ノコイルの近くに設けることができる。
−（矢印１１）。回転の向きはどちらでもよい。第３図
の比抵抗分布を得るためには例えば次の数値を採用する
ことができる。棒の直径：５３Ｗ＄ｌ 加熱コイルの内径：６０Ｔ！Ｕｒｔ 溶融帯域の巾：７Ｔｒｒｍ 溶融帯域の深さ：５瓢 溶融帯域の移動速度：２ｍ／分 溶融帯域通過回数：１ 棒の回転速度：２〜Ｗ回転／分 ドーピング用のガスの流速：５′／時 塩化ニトリロリンの貯蔵容器の温度：０℃２０℃におい
ての塩化ニトリロリンの圧力ニ
５×１０３Ｔ０ｒＴ′ドーピング用のガスの通
路を誘導加熱コイルに設ける代りにドーピングガスのノ
ズルを誘導加熱ノコイルの近くに設けることができる。
このノズルと棒の周面との間隔は調整可能とする。環状
溶融帯域のドーピングを所望の値に調整する別の方法と
しては特定のドープ物質濃度を持つガス雰囲気を容器内
で僅かの過圧に保ちこの雰囲気中で帯域溶融を実施する
ことである。
溶融帯域のドーピングを所望の値に調整する別の方法と
しては特定のドープ物質濃度を持つガス雰囲気を容器内
で僅かの過圧に保ちこの雰囲気中で帯域溶融を実施する
ことである。
この発明による環状帯域溶融法により結晶中には結晶欠
陥がほぼ一様な分布で発生するが、この発明の方法によ
つて作られた結晶を特定の半導体デバイス例えばサイリ
スタの製造に使用する場合にはできるだけ一様の分布し
た結晶欠陥が望ましいものとされているので結晶欠陥の
恢復処理は不必要である。
陥がほぼ一様な分布で発生するが、この発明の方法によ
つて作られた結晶を特定の半導体デバイス例えばサイリ
スタの製造に使用する場合にはできるだけ一様の分布し
た結晶欠陥が望ましいものとされているので結晶欠陥の
恢復処理は不必要である。
第１図はこの発明の方法に使用される出発材料の比抵抗
分布を示す線図、第２図と第３図は最終製品の比抵抗分
布を示す線図、第４図と第５図はそれぞれ第２図と第３
図による比抵抗分布を作るための環状帯域溶融の実施情
況の説明図である。
分布を示す線図、第２図と第３図は最終製品の比抵抗分
布を示す線図、第４図と第５図はそれぞれ第２図と第３
図による比抵抗分布を作るための環状帯域溶融の実施情
況の説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ほぼ一様にリンがドープされているシリコン単結晶
棒を真空中又はドープ物質を含むガス雰囲気中に置き、
同種のシリコン単結晶棒に対して予め実験的に求められ
ている誘導加熱コイルの高周波エネルギーと形状および
溶融帯域の移動速度と溶融帯域の深さの関係に基いて、
深さが棒の半径より小さい環状の溶融帯域を作つてこの
溶融帯域を少くとも一回棒の全長に亘つて移動させ、そ
の際環状溶融帯域の深さとその移動速度を調節すること
によつて棒の周縁部においてドープ物質濃度を所望の値
に低下させるかあるいは周囲からドープ物質を侵入させ
て周縁に向つて増大する濃度分布とすることを特徴とす
る半径方向にドープ物質濃度が変化しているリンをドー
プされたシリコン単結晶棒の製造方法。 ２ シリコン単結晶棒を中性子で照射し次の核反応■Ｓ
ｉ（ｎ，γ）■Ｓｉ→■Ｐ によってＳｉ原子をＰ原子に変換して一様なリンドーピ
ング濃度を作ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の製造方法。 ３ 蒸発し易いリン化合物を使用してドープ物質を含む
輸送ガス流を帯域溶融中の結晶棒の溶融帯域に吹きつけ
ることによつて出発材料としての結晶棒中に一様なリン
ドープ濃度を作ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の製造方法。 ４ 結晶棒の直径より最大で１０ｍｍだけ大きい内径を
持つ単巻誘導加熱コイルを使用することを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の製造
方法。 ５ 処理装置の運転パラメータと溶融帯域の深さの間の
実験的に求められた関係に基いて環状溶融帯域の深さを
棒直径の１／１０から１／３の間に定めることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2551281.6 | 1975-11-14 | ||
| DE2551301.3 | 1975-11-14 | ||
| DE19752551301 DE2551301C3 (de) | 1975-11-14 | 1975-11-14 | Verfahren zum Herstellen von phosphordotierten Siliciumeinkristallen mit in radialer Richtung gezielter randlicher Ahreicherung des Dotierstoffes |
| DE19752551281 DE2551281A1 (de) | 1975-11-14 | 1975-11-14 | Verfahren zum herstellen von phosphordotierten siliciumeinkristallen mit in radialer richtung gezielter randlicher anreicherung des dotierstoffes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5261955A JPS5261955A (en) | 1977-05-21 |
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