JP2015101521A - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents
半導体結晶の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015101521A JP2015101521A JP2013244658A JP2013244658A JP2015101521A JP 2015101521 A JP2015101521 A JP 2015101521A JP 2013244658 A JP2013244658 A JP 2013244658A JP 2013244658 A JP2013244658 A JP 2013244658A JP 2015101521 A JP2015101521 A JP 2015101521A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- semiconductor crystal
- dopant
- electrical resistivity
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 196
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000000491 multivariate analysis Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 23
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 18
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 25
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 20
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
予め、前記直胴部形成工程中に、電気抵抗率に影響する複数のパラメータを測定し、製造した半導体結晶の電気抵抗率を測定し、前記電気抵抗率に対する前記複数のパラメータの影響を多変量解析し、該多変量解析の結果に基づいて、前記ドーパント供給量調整係数を求め、次に、FZ法で半導体結晶を製造する際、前記求めたドーパント供給量調整係数に応じて、前記直胴部形成工程中にドーパント供給量を調整することを特徴とする半導体結晶の製造方法を提供する。
まず、図1は、本発明の半導体結晶の製造方法に用いる半導体結晶製造装置の一例の概略図である。図1に示されるように、本発明の半導体結晶の製造方法に用いる半導体結晶製造装置1は、混合ドーパントガスドープノズル20(混合ドーパントガス供給手段20)、Arガス供給管22(Arガス供給手段22)と、濃厚ドーパントガス供給管24(濃厚ドーパントガス供給手段24)を備えており、該濃厚ドーパントガス供給手段24から供給された濃厚ドーパントガスを前記Arガス供給手段22から供給されたArガスで希釈した混合ドーパントガスを混合ドーパントガス供給手段20により製造装置のチャンバー11内に供給することができるようになっている。また、それぞれのガス供給手段を制御するガス供給制御手段(混合ドーパントガス供給制御手段21、Arガス供給制御手段23、濃厚ドーパントガス供給制御手段25)を有している。
まず、予め直胴部形成工程中に、電気抵抗率に影響する複数のパラメータを測定した半導体結晶を製造し、この半導体結晶の電気抵抗率を測定する。次に、測定した電気抵抗率に対する複数のパラメータの影響を多変量解析する。この多変量解析の結果に基づいて、ドーパント供給量調整係数を決定する。
FZ結晶成長5バッチ分のデータから、ネック直径、ゾーン長、メルト直径の各パラメータの結晶成長中各時点のデータを取得した。またそれぞれのバッチの取得結晶の軸方向電気抵抗率から換算した成長軸方向の移行率も取得し、前記3つのパラメータデータを用いて多変量解析を行い、ドーパント供給量調整係数kに用いる関数fを次のように求めた。
f[移行率偏差=A×ネック直径偏差+B/ゾーン長偏差+C×メルト直径偏差+D(定数)]
ここで式内の各係数は以下の通りである。
A:−0.003
B:2.65
C:−13.42
D:−2.65
以上のように求めたドーパント供給量調整係数kを乗じた混合ドーパントガス流量で直胴部を形成した。
FZ結晶成長5バッチ分のデータから、ネック直径の結晶成長中各時点のデータと、それぞれのバッチの取得結晶の軸方向電気抵抗率から換算した成長軸方向の移行率を取得し、ドーパント供給量調整係数kに用いる関数fを次のように求めた。
f[移行率偏差=0.053×ネック直径偏差]
以上のように求めたドーパント供給量調整係数kを乗じた混合ドーパントガス流量で直胴部を形成した。
例えば、上記では、多変量解析に用いるパラメータに融液帯域の長さ(ゾーン長)及びメルト直径、ネック直径の変化を採用したが、結晶温度変化や上軸速度変化、もしくはこれらの変化の他の組み合わせに応じてドーパント供給量を制御するようにしてもよい。
10…コーン部、 11…チャンバー、 12…上軸、 13…下軸、
14、54…原料半導体棒、 15、55…種結晶、 16…高周波コイル、
17…絞り、 18…溶融帯域、 19…直胴部、
20…混合ドーパントガスドープノズル(混合ドーパントガス供給手段)、
21…混合ドーパントガス供給制御手段、
22…Arガス供給管(Arガス供給手段)、 23…Arガス供給制御手段、
24…濃厚ドーパントガス供給管(濃厚ドーパントガス供給手段)、
25…濃厚ドーパントガス供給制御手段、 26…結晶製造条件制御手段、
27…検出手段、 28…コントローラ、 110…晶出界面、
111…高周波コイルの下面、 Dm…メルト直径、
Dn…ネック直径、 L…ゾーン長。
Claims (5)
- 溶融帯域にドーパントガスを吹き付けながら、電気抵抗率を制御しつつ半導体結晶の直胴部を形成する工程を含むFZ法による半導体結晶の製造方法において、
予め、前記直胴部形成工程中に、電気抵抗率に影響する複数のパラメータを測定し、製造した半導体結晶の電気抵抗率を測定し、前記電気抵抗率に対する前記複数のパラメータの影響を多変量解析し、該多変量解析の結果に基づいて、前記ドーパント供給量調整係数を求め、次に、FZ法で半導体結晶を製造する際、前記求めたドーパント供給量調整係数に応じて、前記直胴部形成工程中にドーパント供給量を調整することを特徴とする半導体結晶の製造方法。 - 前記複数のパラメータを、ネック直径、メルト直径、ゾーン長、結晶温度、上軸速度のいずれか二つ以上とすることを特徴とする請求項1に記載の半導体結晶の製造方法。
- 前記ドーパント供給量調整係数を、前記複数のパラメータ及び前記電気抵抗率の複数のバッチで得られたデータを蓄積し、該蓄積データを使用して新たに多変量解析することによって、その都度更新することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体結晶の製造方法。
- 前記複数のパラメータのうち、前記電気抵抗率との相関関係の強いパラメータに重みをつけて、前記ドーパント供給量調整係数を決定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の半導体結晶の製造方法。
- 前記半導体結晶をシリコン単結晶とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013244658A JP6152784B2 (ja) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013244658A JP6152784B2 (ja) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 半導体結晶の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015101521A true JP2015101521A (ja) | 2015-06-04 |
JP6152784B2 JP6152784B2 (ja) | 2017-06-28 |
Family
ID=53377533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013244658A Active JP6152784B2 (ja) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6152784B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019108248A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
JP2019202913A (ja) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | 信越半導体株式会社 | 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 |
JP2020007163A (ja) * | 2018-07-02 | 2020-01-16 | 信越半導体株式会社 | 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005162558A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶の製造システム及びシリコン単結晶の製造方法並びにシリコン単結晶 |
WO2008038689A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Sumco Techxiv Corporation | procÉdÉ de fabrication d'un cristal de silicium unique, cristal de silicium unique, galette de silicium, mÉcanisme rÉgulateur de la fabrication d'un cristal de silicium unique et programme |
JP2009221079A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Fz法による半導体結晶製造方法および半導体結晶製造装置 |
-
2013
- 2013-11-27 JP JP2013244658A patent/JP6152784B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005162558A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶の製造システム及びシリコン単結晶の製造方法並びにシリコン単結晶 |
WO2008038689A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Sumco Techxiv Corporation | procÉdÉ de fabrication d'un cristal de silicium unique, cristal de silicium unique, galette de silicium, mÉcanisme rÉgulateur de la fabrication d'un cristal de silicium unique et programme |
JP2009221079A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Fz法による半導体結晶製造方法および半導体結晶製造装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019108248A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
CN110004491A (zh) * | 2017-12-19 | 2019-07-12 | 胜高股份有限公司 | 硅单晶的制造方法 |
CN110004491B (zh) * | 2017-12-19 | 2022-02-11 | 胜高股份有限公司 | 硅单晶的制造方法 |
JP2019202913A (ja) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | 信越半導体株式会社 | 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 |
JP7067267B2 (ja) | 2018-05-23 | 2022-05-16 | 信越半導体株式会社 | 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 |
JP2020007163A (ja) * | 2018-07-02 | 2020-01-16 | 信越半導体株式会社 | 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6152784B2 (ja) | 2017-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4957600B2 (ja) | Fz法による半導体結晶製造方法および半導体結晶製造装置 | |
CN110004491B (zh) | 硅单晶的制造方法 | |
JP5029637B2 (ja) | 半導体単結晶の製造方法 | |
JP6152784B2 (ja) | 半導体結晶の製造方法 | |
US9809901B2 (en) | Method for manufacturing silicon single crystal | |
JP6248816B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
CN110536980A (zh) | 单晶硅锭的制造方法及单晶硅锭 | |
JP6119642B2 (ja) | 半導体単結晶の製造方法 | |
JP6756244B2 (ja) | 半導体シリコン単結晶の製造方法 | |
JP7067267B2 (ja) | 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 | |
JP2011093770A (ja) | 抵抗率計算プログラム及び単結晶の製造方法 | |
JP5768764B2 (ja) | 半導体単結晶棒の製造方法 | |
JP7240827B2 (ja) | 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 | |
CN109415843A (zh) | 单晶硅的制造方法 | |
JP5716689B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶の製造装置 | |
JP2001316199A (ja) | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶の製造装置 | |
JP6720841B2 (ja) | 半導体シリコン単結晶の製造方法 | |
JP5201730B2 (ja) | Fz法シリコン単結晶の製造方法 | |
JP5880415B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
JPH11189486A (ja) | Fz法による半導体単結晶の製造方法 | |
KR101540235B1 (ko) | 단결정 잉곳제조장치 및 단결정 잉곳제조방법 | |
JP2017190261A (ja) | 単結晶の製造方法および装置 | |
JP2022084731A (ja) | Cz法により製造された原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法 | |
JP2017141130A (ja) | 半導体単結晶の製造方法及び半導体単結晶の製造装置 | |
JP7452314B2 (ja) | Fz用シリコン原料結晶の製造方法及びfz用シリコン原料結晶の製造システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160725 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170228 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170417 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170502 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170515 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6152784 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |