JPS63303893A - シリコン単結晶育成方法及び装置 - Google Patents
シリコン単結晶育成方法及び装置Info
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- JPS63303893A JPS63303893A JP13798487A JP13798487A JPS63303893A JP S63303893 A JPS63303893 A JP S63303893A JP 13798487 A JP13798487 A JP 13798487A JP 13798487 A JP13798487 A JP 13798487A JP S63303893 A JPS63303893 A JP S63303893A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、多重構造の石英ルツボを用いて、半導体素子
および太i電池用のシリコン単結晶を引上げ育成すると
同時に、育成単結晶と同量の原料シリコンを石英ルツボ
内に連続的に供給するシリコン単結晶育成方法及び装置
に関する。
および太i電池用のシリコン単結晶を引上げ育成すると
同時に、育成単結晶と同量の原料シリコンを石英ルツボ
内に連続的に供給するシリコン単結晶育成方法及び装置
に関する。
従来から、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶製
造方法として、石英ルツボ内のシリコン融液に原料シリ
コンを連続的に補給することにより、シリコン融液量を
一定に保ったまま単結晶を引き上げる単結晶連続製造方
法が各種提案されている(例えば、特開昭57−183
392号、特開昭58−130195号、LISP−2
892739号)。
造方法として、石英ルツボ内のシリコン融液に原料シリ
コンを連続的に補給することにより、シリコン融液量を
一定に保ったまま単結晶を引き上げる単結晶連続製造方
法が各種提案されている(例えば、特開昭57−183
392号、特開昭58−130195号、LISP−2
892739号)。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、シリコン単結晶を育成している最中に、シリ
コン融液と接触している石英ルツボの表面の一部が劣化
し、さらには剥離するという現象がたびたび生じている
。この剥離した石英の小片は、シリコン融液より比重が
小さいため、シリコン融液面上を浮遊し、ついには育成
中の単結晶に付着し、そこから転位を発生させ、シリコ
ン単結晶を多結晶化するという問題を生じさせる。そし
て、この石英小片の剥離という現象は、第4図に示す゛
ように、グラフフィトサセプタ1に支持された石英ルツ
ボ2がシリコン融液3の表面4と接触している部分5に
おいて最も生じ易い。なぜなら、この部分5が、固相(
石英ルツボ2)一液相(シリコン融液3)−気相(S、
0ペーパー6)の3相界面で最も反応が激しいからであ
る。
コン融液と接触している石英ルツボの表面の一部が劣化
し、さらには剥離するという現象がたびたび生じている
。この剥離した石英の小片は、シリコン融液より比重が
小さいため、シリコン融液面上を浮遊し、ついには育成
中の単結晶に付着し、そこから転位を発生させ、シリコ
ン単結晶を多結晶化するという問題を生じさせる。そし
て、この石英小片の剥離という現象は、第4図に示す゛
ように、グラフフィトサセプタ1に支持された石英ルツ
ボ2がシリコン融液3の表面4と接触している部分5に
おいて最も生じ易い。なぜなら、この部分5が、固相(
石英ルツボ2)一液相(シリコン融液3)−気相(S、
0ペーパー6)の3相界面で最も反応が激しいからであ
る。
この点において、バッチ式のシリコン単結晶育成方法で
は、シリコン融液表面の位置が単結晶育成とともに石英
ルツボに対して相対的に下降するから、石英小片の剥離
によって合成中の単結晶に転位が導入されるということ
は比較的少なく、実際上問題にならない。これに対して
、上述した単結晶連続製造方法にあっては、本発明者等
が鋭意研究した結果、石英ルツボ内の融液表面の位置が
変化しないため、上記三相界面5での石英の劣化および
剥離が激しく生じ、長時間の単結晶連続育成が困難であ
ることがわかった。この問題を解決するための1つの方
法として、上記単結晶連続製造方法においても、単結晶
の育成量と原料の供給団を一致させず、石英ルツボ内の
融液表面の位置を徐々に変化させることが考えられる。
は、シリコン融液表面の位置が単結晶育成とともに石英
ルツボに対して相対的に下降するから、石英小片の剥離
によって合成中の単結晶に転位が導入されるということ
は比較的少なく、実際上問題にならない。これに対して
、上述した単結晶連続製造方法にあっては、本発明者等
が鋭意研究した結果、石英ルツボ内の融液表面の位置が
変化しないため、上記三相界面5での石英の劣化および
剥離が激しく生じ、長時間の単結晶連続育成が困難であ
ることがわかった。この問題を解決するための1つの方
法として、上記単結晶連続製造方法においても、単結晶
の育成量と原料の供給団を一致させず、石英ルツボ内の
融液表面の位置を徐々に変化させることが考えられる。
そして、この方法によれば、石英の剥離による単結晶育
成の阻害という問題は回避できるが、単結晶連続育成方
法における大きな特徴であるルツボ内融液量の一定化に
よる単結晶品質の均質化という長所が失われる。
成の阻害という問題は回避できるが、単結晶連続育成方
法における大きな特徴であるルツボ内融液量の一定化に
よる単結晶品質の均質化という長所が失われる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、単結晶品質の均質化を損うことなく、
石英ルツボの三相界面部からの石英の劣化及び剥離を極
力防止できて、単結晶の多結晶化を未然に防ぐことがで
きるシリコン単結晶育成方法及び装置を提供することに
ある。
とするところは、単結晶品質の均質化を損うことなく、
石英ルツボの三相界面部からの石英の劣化及び剥離を極
力防止できて、単結晶の多結晶化を未然に防ぐことがで
きるシリコン単結晶育成方法及び装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するために、本発明の方法は、単結晶引
上げ育成時に、多重構造の石英ルツボの最も内側の収容
体をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させるもの
である。
上げ育成時に、多重構造の石英ルツボの最も内側の収容
体をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させるもの
である。
ま、た5、本発明の装置は、多重構造の石英ルツボの内
側収容体を支持する支持体を、回転自在な外側収容体の
外周に、昇降自在にかつこの外側収容体とともに回転可
能に設ける一方、前記支持体に、この支持体と係合して
支持体を昇降させる昇降償構を設けたものである。
側収容体を支持する支持体を、回転自在な外側収容体の
外周に、昇降自在にかつこの外側収容体とともに回転可
能に設ける一方、前記支持体に、この支持体と係合して
支持体を昇降させる昇降償構を設けたものである。
本発明のシリコン単結晶育成方法及び装置にあっては、
単結晶を引上げ育成するに際して、多重構造の石英ルツ
ボの最も内側の収容体をシリコン融液表面に対して連続
的に昇降させ、この収容体とシリコン融液の表面との位
置関係を連続的に変化させる。
単結晶を引上げ育成するに際して、多重構造の石英ルツ
ボの最も内側の収容体をシリコン融液表面に対して連続
的に昇降させ、この収容体とシリコン融液の表面との位
置関係を連続的に変化させる。
ここで、二重あるいは三重以上の石英ルツボ構造を用い
て、単結晶の連続育成を行なう場合に、融液量が一定に
よる石英小片の剥離の現象が問題となるのは、育成単結
晶を包む最も内側の収容体だけである。なぜなら、外側
の収容体から石英小片が剥離しても、内側の収容体が遮
蔽板となって、育成単結晶へ付着することが防げるから
である。
て、単結晶の連続育成を行なう場合に、融液量が一定に
よる石英小片の剥離の現象が問題となるのは、育成単結
晶を包む最も内側の収容体だけである。なぜなら、外側
の収容体から石英小片が剥離しても、内側の収容体が遮
蔽板となって、育成単結晶へ付着することが防げるから
である。
従って、石英ルツボの最も内側の収容体だ番ノが単結晶
育成とともに融液表面に対して上昇または下降すればよ
い。
育成とともに融液表面に対して上昇または下降すればよ
い。
以下、第1図ないし第3図に基づいて本発明の詳細な説
明する。
明する。
第1図は本発明のシリコン単結晶育成方法を実施するた
めの装置の一例を示すもので、図中符号10は石英ルツ
ボ11の外側収容体である。この外側収容体10は中央
部が深く形成されていると共に、外周部をグラファイト
サセプタ12に支持されている。また、外側収容体10
内には、シリコン融液13が保持されていると共に、円
筒状の内側収容体14が、昇降機構15に上下移動自在
に支持された状態で装入されている。さらに、外側収容
体10の縁部上方には、粉末、塊状、あるいは顆粒状の
原料16を供給す゛る原料供給管17が配置されている
。
めの装置の一例を示すもので、図中符号10は石英ルツ
ボ11の外側収容体である。この外側収容体10は中央
部が深く形成されていると共に、外周部をグラファイト
サセプタ12に支持されている。また、外側収容体10
内には、シリコン融液13が保持されていると共に、円
筒状の内側収容体14が、昇降機構15に上下移動自在
に支持された状態で装入されている。さらに、外側収容
体10の縁部上方には、粉末、塊状、あるいは顆粒状の
原料16を供給す゛る原料供給管17が配置されている
。
上記のように構成されたシリコン単結晶育成装置を用い
て本発明の方法を実施する場合には、まず、石英ルツボ
11内に多結晶シリコンを充填し、炉内をアルゴンガス
で置換した後に、抵抗加熱ヒータに通電して炉内をシ?
濡する。そして、充填した原料シリコンが溶解した後に
、液温を結晶育成に適した温度とづる。次いで、従来公
知のダッシュ(DASI−()の方法で種結晶を無転位
化し、ネック部、肩部を形成し所望の太さにする。所望
の太さになった時点で成長速度及び液温を調整して一定
の直径の単結晶18の直胴部を育成する。この際、石英
ルツボ11の内側収容体14と外側収容体10との17
1に、粉末、塊状、あるいは顆粒状の原料16を単結晶
18の育成mと同量だけ原料供給管17から供給すると
共に、内側収容体14を、昇降機構15によって連続的
に下II(または上昇)させる。
て本発明の方法を実施する場合には、まず、石英ルツボ
11内に多結晶シリコンを充填し、炉内をアルゴンガス
で置換した後に、抵抗加熱ヒータに通電して炉内をシ?
濡する。そして、充填した原料シリコンが溶解した後に
、液温を結晶育成に適した温度とづる。次いで、従来公
知のダッシュ(DASI−()の方法で種結晶を無転位
化し、ネック部、肩部を形成し所望の太さにする。所望
の太さになった時点で成長速度及び液温を調整して一定
の直径の単結晶18の直胴部を育成する。この際、石英
ルツボ11の内側収容体14と外側収容体10との17
1に、粉末、塊状、あるいは顆粒状の原料16を単結晶
18の育成mと同量だけ原料供給管17から供給すると
共に、内側収容体14を、昇降機構15によって連続的
に下II(または上昇)させる。
このようにして、内側収容体14を連続的に昇降させる
ことにより、内側収容体14の内面の決まった部位だけ
が3相界面になることがなく、長時間にわたって運転し
ても石英の一部が剥離することなく、単結晶育成を阻害
することがない。しかも、融液mを一定に保ったまま品
質の均一な単結晶を得ることが可能となった。
ことにより、内側収容体14の内面の決まった部位だけ
が3相界面になることがなく、長時間にわたって運転し
ても石英の一部が剥離することなく、単結晶育成を阻害
することがない。しかも、融液mを一定に保ったまま品
質の均一な単結晶を得ることが可能となった。
また、M2図と第3図は本発明のシリコン単結晶育成装
置の一例を示すものであり、これらの図において、上記
第1図に示す装置と同様の構成の部分については同符号
を付けて説明を省略する。
置の一例を示すものであり、これらの図において、上記
第1図に示す装置と同様の構成の部分については同符号
を付けて説明を省略する。
第2図と第3図において符号20は、石英ルツボ11の
外側収容体10を支持するグラファイトサセプタであり
、このグラファイトサセプタ20の外周には、その軸線
方向に4つの溝20aが等間隔に形成されている。一方
、外側収容体10内に装入されている内側収容体14に
は、連結部材21を介して筒状の支持体22が連結され
ており、この支持体22の内周には、上記グラファイト
サセプタ20の多溝20aに嵌入する4本の突条22a
が形成されている。これにより、支持体22はグラファ
イトサセプタ20に対して上下方向に移動可能に構成さ
れている。
外側収容体10を支持するグラファイトサセプタであり
、このグラファイトサセプタ20の外周には、その軸線
方向に4つの溝20aが等間隔に形成されている。一方
、外側収容体10内に装入されている内側収容体14に
は、連結部材21を介して筒状の支持体22が連結され
ており、この支持体22の内周には、上記グラファイト
サセプタ20の多溝20aに嵌入する4本の突条22a
が形成されている。これにより、支持体22はグラファ
イトサセプタ20に対して上下方向に移動可能に構成さ
れている。
さらに、上記支持体22の外周下部には、ネジ部22b
が形成されており、このネジ部22bには、昇隣機構2
3が係合されている。そして、上記外側収容体10.グ
ラファイトサセプタ20が回転すると、それに伴い支持
体22が回転しながら下降(あるいは上昇)するように
なっている。
が形成されており、このネジ部22bには、昇隣機構2
3が係合されている。そして、上記外側収容体10.グ
ラファイトサセプタ20が回転すると、それに伴い支持
体22が回転しながら下降(あるいは上昇)するように
なっている。
上記のように構成されたシリコン単結晶育成装置を用い
て本発明の方法を実施する場合には、上述した方法と同
様にして、石英ルツボ11内に多結晶シリコンを充填し
、かつ炉内をアルゴンガスで置換した後に、ヒータによ
って多結晶シリコンを溶解する。次いで、シリコン融液
を結晶育成に適した温度にした後、種結晶を浸漬し、引
上げて、単結晶18のネック部、R部、直胴部を順次育
成する。この際、石英ルツボ11の内側収容体14と外
側収容体10との間に原料16を単結晶18の育成用と
同品だけ供給して、シリコン融液13の液面を一定に保
つ。また、同時に、グラファイトサセプタ20を外側収
容体10とともに回転させることにより、グラファイト
サセプタ20の外周に嵌め込まれた支持体22が回転す
るが、このとき、この支持体22の外周下部のネジ部2
2bには固定状態の昇降機1a23が係合されているか
ら、上記支持体22の回転に伴い、を降機構23がネジ
部22bの螺旋に沿って移動することにより、支持体2
2が下R(または上昇)する。この結果、上述した実施
例と同様の効果を奏することができる。
て本発明の方法を実施する場合には、上述した方法と同
様にして、石英ルツボ11内に多結晶シリコンを充填し
、かつ炉内をアルゴンガスで置換した後に、ヒータによ
って多結晶シリコンを溶解する。次いで、シリコン融液
を結晶育成に適した温度にした後、種結晶を浸漬し、引
上げて、単結晶18のネック部、R部、直胴部を順次育
成する。この際、石英ルツボ11の内側収容体14と外
側収容体10との間に原料16を単結晶18の育成用と
同品だけ供給して、シリコン融液13の液面を一定に保
つ。また、同時に、グラファイトサセプタ20を外側収
容体10とともに回転させることにより、グラファイト
サセプタ20の外周に嵌め込まれた支持体22が回転す
るが、このとき、この支持体22の外周下部のネジ部2
2bには固定状態の昇降機1a23が係合されているか
ら、上記支持体22の回転に伴い、を降機構23がネジ
部22bの螺旋に沿って移動することにより、支持体2
2が下R(または上昇)する。この結果、上述した実施
例と同様の効果を奏することができる。
(発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、単結晶を引上げ育成す
るに際して、多重構造の石英ルツボの最も内側の収容体
をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させ、この収
容体とシリコン融液の表面との位置関係を連続的に変化
させることにより、シリコン融液量の一定化による単結
晶の品質の均一化を損うことがな(、石英ルツボの三相
界面部が絶えず変化することにより石英の劣化及び剥離
を橿力防止できて、単結晶の多結晶化を防止できるとい
う優れた効果を有する。
るに際して、多重構造の石英ルツボの最も内側の収容体
をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させ、この収
容体とシリコン融液の表面との位置関係を連続的に変化
させることにより、シリコン融液量の一定化による単結
晶の品質の均一化を損うことがな(、石英ルツボの三相
界面部が絶えず変化することにより石英の劣化及び剥離
を橿力防止できて、単結晶の多結晶化を防止できるとい
う優れた効果を有する。
第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第2図と
第3図は本発明の他の一実施例を示すもので、第2図は
概略構成図、第3図は平面図、第4図は従来の石英ルツ
ボを示す説明図である。 10・・・外側収容体、11・・・石英ルツボ、13・
・・シリコン融液、14・・・内側収容体、15・・・
昇降機構、16・・・原料、18・・・単結晶、20・
・・グラフ?イトサセプタ、22・・・支持体、23・
・・を降機構、20a・・・溝、22a・・・突条、2
2b・・・ネジ部。
第3図は本発明の他の一実施例を示すもので、第2図は
概略構成図、第3図は平面図、第4図は従来の石英ルツ
ボを示す説明図である。 10・・・外側収容体、11・・・石英ルツボ、13・
・・シリコン融液、14・・・内側収容体、15・・・
昇降機構、16・・・原料、18・・・単結晶、20・
・・グラフ?イトサセプタ、22・・・支持体、23・
・・を降機構、20a・・・溝、22a・・・突条、2
2b・・・ネジ部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)多重構造の石英ルツボを用いて、シリコン単結晶の
引上げ育成を行なうと同時に、育成単結晶と同量の原料
シリコンを連続的に石英ルツボ内に供給するシリコン単
結晶育成方法において、単結晶引上げ育成時に、前記石
英ルツボの最も内側の収容体をシリコン融液表面に対し
て連続的に昇降させることを特徴とするシリコン単結晶
育成方法。 2)多重構造の石英ルツボを用いて、シリコン単結晶の
引上げ育成を行なうと同時に、育成単結晶と同量の原料
シリコンを連続的に石英ルツボ内に供給するシリコン単
結晶育成装置において、石英ルツボの内側収容体を支持
する支持体が、回転自在な外側収容体の外周に、昇降自
在にかつこの外側収容体とともに回転可能に設けられる
一方、前記支持体に、この支持体と係合して支持体を昇
降させる昇降機構が設けられたことを特徴とするシリコ
ン単結晶育成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13798487A JPH085736B2 (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | シリコン単結晶育成方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13798487A JPH085736B2 (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | シリコン単結晶育成方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303893A true JPS63303893A (ja) | 1988-12-12 |
| JPH085736B2 JPH085736B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=15211338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13798487A Expired - Lifetime JPH085736B2 (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | シリコン単結晶育成方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085736B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02243587A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-27 | Kawasaki Steel Corp | 単結晶の引上方法およびその装置 |
| JPH03122092A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-24 | Kawasaki Steel Corp | 多結晶インゴットの成長方法 |
| JP2012136388A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | SiC単結晶の製造装置及びそれに用いられる坩堝 |
-
1987
- 1987-06-01 JP JP13798487A patent/JPH085736B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02243587A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-27 | Kawasaki Steel Corp | 単結晶の引上方法およびその装置 |
| JPH03122092A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-24 | Kawasaki Steel Corp | 多結晶インゴットの成長方法 |
| JP2012136388A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | SiC単結晶の製造装置及びそれに用いられる坩堝 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085736B2 (ja) | 1996-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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