JPS6230698A - 単結晶成長法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔１１要〕 単結晶成長法であって、多針の酸素を含有する多結晶シ
リコン・インゴットを帯溶融法により単結晶化させるこ
とにより、大口径であって多機の酸素を含有する単結晶
シリコン・インゴットを得ることがｉｊｌ箋となる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は単結晶成長法であって、さらに詳しくいえば多
量の酸素を含有する大口径の単結晶シリコン・インゴッ
トを得ることを可１Ｆとする単結晶成長法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

単結晶シリコンのインゴットから切り出したウェハーを
初期熱処理を施すことによって、ウェハーの表面付近、
すなわちデバイスが構成される活性領域から欠陥や不純
物等を除去する、いわゆるイントリンシックゲッタリン
グ法があるが、この場合、多量の酸素を含む単結晶シリ
コンのインゴットであれば、ゲッタリング効果はより大
きいことが知ら終ている。

ところで引とげ法として知られている単結晶成長法によ
れば、溶融シリコンがるつぼの中で対流している間にる
つぼに含まれている酸素が溶は出すので、生成された単
結晶シリコンのインゴー／　）には多量の酸素を含有さ
せることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし引」−げ法によって大口径単結晶シリコンのイン
ゴットを生成することは大口径化するにつれ、増々難し
くなる。その理由はインゴットの径が大きぐなればるつ
ぼの径もそれに応じて太きくする必要があるので（大体
、生成するインゴットの径の３倍の径を必要とする。）
、装置全体が巨大化して電力消費が莫大となるからであ
り、また溶融シリコンの温度や不純物の分布および固・
液界面の形状等の制御が困難となるからである。

このように従来の引上げ法によれば、酸素を大量に含有
させてイントリンシックゲッタリングを可能とする利点
を有するが、大口径の単結晶シリコンのインゴットの製
造が困難なので、その利点を生かせなくなるという問題
があった。

本発明は係る従来例の問題点に鑑み創作されたものであ
り、大口径で、かつ酸素を大量に含有させてイントリン
シックゲッタリングを可能とする単結晶シリコンのイン
ゴットを生成する単結晶成長法の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る単結晶成長法は、ＣｖＤ技術により酸素を
多、７に含有する多結晶シリコンのインゴットを生成し
、さらに該インゴットを帯溶融法により単結晶化させて
単結晶シリコンのインゴットを生成することを特徴とす
る。

〔作用〕

単結晶シリコンのインゴットの素材となる多結晶シリコ
ンのインゴットの生成は通常ＣＶＤ技術によるものであ
るから、インゴットの大口径化および該インゴット中に
多量の酸素を含有させることが容易である。またこのイ
ンゴットの単結晶化は帯溶融法によるので、大口径の多
結晶シリコンのインゴットであっても単結晶化が容易で
ある。

このように本発明によれば大口径で、かつ多量の酸素を
含有する単結晶シリコンのインゴットを容易に製造する
ことができる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。第１図は本発明の実施例に係る多結晶シリコン、の成
長法を説明するための断面図であり、３はｃｖｎ反応用
のチャンバである。４は生成すべき多結晶シリコンの材
料となるテトラクロルシラン（’ＪｉＣＬｓ　）である
、また５は０２又はＨ２０ガスであり、テトラクロルシ
ラン４が熱分解して多結晶シリコンが生成するときに同
時に熱分解させ、多結晶シリコン中に酸素を含有させる
ためのものである。

ｌは種結晶シリコンの棒であり、２はＣＶＤ反応により
種結晶シリコン棒ｌの周りに生成された多結晶シリコン
である。

第２図は本発明の実施例に係る多結晶シリコン２を単結
晶化する方法を説明するための断面図であり、６は種と
なる単結晶シリコン部である。また７は未だ単結晶化さ
れていない多結晶シリコン領域、９はＲＦ上ヒータによ
り溶融中のシリコン−領域、ｌＯは溶融後、単結晶シリ
コン化した領域である。

次に第１図、第２図を参照しながら、本発明の実施例に
係る多量の酸素を含んでイントリンシックゲッタリング
を町濠とする大口径の単結晶シリコンの成長法について
説明する。

まずチャンバ３内に種結晶シ・リコンの棒をセットし、
不図示の加熱手段によりチャンバ３内を加熱する１次に
テトラクロルシラン（ＳｉＧＬａ）４および０２又は）
１２０ガスをチャンバ３内に導入すると、テトラクロル
シラン４は熱によって分解し、種結晶シリコンの棒ｌの
周囲に多結晶シリコンとして成長する。このとき０２又
はＨ２０ガスも熱分解するので、多結晶シリコン内に酸
素が混入する。酸素の混入場は０２又はＨ２０ガスのｆ
＆量によってコントロール町衡であるが、後のイントリ
ンシックゲッタリング効果からみて５ｘ１０１）〜５Ｘ
１０Ｉ８ａｔ　ｏｎ／Ｃｍ３程度含有させることが必要
であろう。

なお実施例ではＣＶＤ反応により多結晶シリコンを成長
させるものだから、大口径のインゴット（例えば直径８
インチ、長さ２ｍ）を容易に得ることができる（第１図
）。

次に第１図で説明する成長法により得た大口径の多結晶
シリコンの頭部に種結晶シリコン部６を付け、さらにＲ
Ｆ上ヒータによってその頭部を溶融する。その後多結晶
シリコンを矢印方向に回転させながら、ＲＦ上ヒータを
徐々に下方へ移動させる（例えば７〜８ｃｍ／時間）、
ＲＦ上ヒータによって溶融した多結晶シリコンは予め多
量の酸素を含んでいるので、冷却して単結晶シリコンの
成長した領域ｌＯにも多量の酸素が含まれている（第２
図）。

このように本発明の実施例によれば、大口径で、かつ多
量の酸素を含有してイントリンシックゲッタリングが可
能な単結晶シリコンのインゴ。

トの製造が容易となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば単結晶シリコンの
インゴットの素材となる多結晶シリコンのインゴットは
ＣＶＤ技術によって生成するめで大口径化が容易であり
、従来例の引上げ法のようにるつぼが大型化して装置全
体の大型化や莫大な消費電力を必要とすることもない。

また本発明によれば、帯溶融法により多結晶シリコンを
溶融するので、従来例のようにるつぼが大型化して波立
ちなどが生じ、あらたな欠陥の発生することもなく、高
純度の単結晶シリコンを得ることができる。

さらに本発明によれば酸素の含有量は０２ガスやＨ２０
ガスの流量等によって制御できるのでイントリンシック
ゲッタリング効果の最適の単結晶シリコンウェハを得る
ことができる。このため高品質で高歩留りの集積回路の
製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る多結晶シリコンの成長法
を説明するための断面図であり、第２図は本発明の実施
例に係る多結晶シリコンを単結晶化する方法を説明する
ための断面図である。 １・・・種結晶シリコンの棒 ２・・・生成多結晶シリコン（Ｓ　１ＧＬｎ　）４・・
・テトラクロルシランガス ５・・・０２　又は１２０ガス ６・・・種となる単結晶シリコン部 ７・・・多結晶シリコン領域 ８・・・ＲＦ上ヒー タ・・・溶融シリコン領域 ｌＯ・・・栄結晶シリコン領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＣＶＤ技術により酸素を多量に含有する多結晶シリコ
   ンのインゴットを生成し、さらに該インゴットを帯溶融
   法により単結晶化させて単結晶シリコンのインゴットを
   生成する単結晶成長法。