JP2016041638A - 単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 - Google Patents
単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016041638A JP2016041638A JP2014166415A JP2014166415A JP2016041638A JP 2016041638 A JP2016041638 A JP 2016041638A JP 2014166415 A JP2014166415 A JP 2014166415A JP 2014166415 A JP2014166415 A JP 2014166415A JP 2016041638 A JP2016041638 A JP 2016041638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- conductivity type
- resistivity
- silicon
- raw material
- 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 214
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 234
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 234
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 233
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 107
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 37
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 101100365087 Arabidopsis thaliana SCRA gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000414 obstructive effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B15/04—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
【解決手段】メインチャンバー5に、ドーパントを含む複数のシリコン細棒8をそれぞれ独立して原料融液2へ挿入し、溶融させることができるシリコン細棒挿入機9を具備した単結晶育成装置1。前記単結晶育成装置1を用いたシリコン単結晶育成方法は、石英ルツボ3で原料溶融後、サンプル結晶を育成し、サンプル結晶の導電型と抵抗率を測定するサンプル結晶育成工程と、前記測定結果に基づいて原料融液2に挿入するべきシリコン細棒8の導電型及び挿入量を決定するシリコン細棒8の導電型及び挿入量決定工程と、決定された導電型のシリコン細棒8を決定された量で原料融液2に挿入し、溶融することで原料融液2中のドーパント量を調整し、シリコン単結晶6の抵抗率を調整するシリコン細棒溶融工程及びシリコン単結晶引上げ工程と、を有する方法。
【選択図】図1
Description
しかし近年、CMOSプロセスの微細化が進んだこと、低コスト化したいことなどから、シリコンをベースとしたRFデバイスが実現可能となってきた。
例えば、環境からの汚染がBの場合を例にとると、製造工程の改善等によりバルク中のB濃度は1cm3当たり1011台程度と少なくなっている。ところが、保管状態の悪い場合などは、バルク表面に付着したBによって、実際に結晶を育成してみると、濃度が1013近くに達する場合がある。
例えば、単結晶育成装置の外にあるドーパントを単結晶育成装置内のルツボに投入するためには、単結晶を成長するために減圧にした単結晶育成装置内の雰囲気を一度大気圧まで戻し、その後ドーパントを単結晶育成装置内のルツボに投入し、そして再度、単結晶育成装置内の雰囲気を減圧する必要があるので、時間と労力が掛かってしまう問題がある。
このような装置では粒状のドーパントを投入することになるが、これを溶かすために再度、ヒーターのパワーを上げる必要がある上、ドーパントの溶け残りによって単結晶化が難しくなるという問題がある。
この方法によれば単結晶化を阻害することなく、比較的短時間でかつ比較的簡単に育成する単結晶の抵抗率を調整することが可能である。
該単結晶育成装置は、原料融液を収容する石英ルツボと、該石英ルツボを加熱保温するヒーターとが配置されるメインチャンバーと、該メインチャンバーの上部に接続され、育成したシリコン単結晶が引上げられて収納される引上げチャンバーとを具備し、
前記メインチャンバーは、ドーパントを含む複数のシリコン細棒をそれぞれ独立して前記原料融液へ挿入し、溶融させることができるシリコン細棒挿入機を具備するものであることを特徴とする単結晶育成装置を提供する。
このようにすることで、導電型を制御できるとともに、前記シリコン単結晶の抵抗率が下がりすぎてしまった場合、つまりドーパントが多すぎる場合、反対極性のドーパントを含む前記シリコン細棒を前記原料融液中に挿入することで、前記シリコン単結晶の抵抗率を高くすることができる。
このように、シリコン半導体におけるドーパントとして一般的に用いられる元素を用いることができる。
このように、PやBをドーパントとして用いることで、より確実に前記シリコン単結晶の抵抗率の制御をすることができる。
前記石英ルツボに原料を充填して溶融する原料溶融工程と、サンプル結晶を育成し、該サンプル結晶の導電型と抵抗率を測定するサンプル結晶育成工程と、
もしくは前記石英ルツボで複数本の前記シリコン単結晶を育成するマルチ引上げにおいては、前のシリコン単結晶の導電型と抵抗率を測定するマルチ引上げ工程と、
前記測定された導電型と抵抗率に基づいて、前記原料融液に挿入するべき前記シリコン細棒の導電型、および挿入量を決定するシリコン細棒の導電型及び挿入量決定工程と、
該決定された導電型のシリコン細棒を決定された量で前記原料融液に挿入し、溶融することで前記原料融液中のドーパント量を調整し、前記原料融液から育成される前記シリコン単結晶の抵抗率を調整するシリコン細棒溶融工程と、
前記原料融液から、シリコン単結晶を引上げるシリコン単結晶引上げ工程とを有することを特徴とするシリコン単結晶育成方法を提供する。
さらに、実際にサンプル結晶を育成し、該育成したサンプル結晶の、もしくは前のシリコン単結晶の導電型及び抵抗率の測定結果を基にドーパント量を調整するので、所望の導電型及び抵抗率のシリコン単結晶を精度よく製造することができる。
前記所望の導電型および抵抗率に対して、前記推定した導電型および抵抗率が適切な場合には、前記シリコン細棒を溶融しないことを決定し、
前記推定した導電型が所望の導電型で、前記推定した抵抗率が前記所望の抵抗率よりも低い場合には、前記所望の導電型とは反対極性の導電型の前記シリコン細棒を前記所望の抵抗値になるように、前記原料融液に溶融することを決定するができる。
本発明のシリコン単結晶の育成方法であれば、所望の導電型で750Ωcm以上の抵抗率のシリコン単結晶を精度良く育成することが可能である。
本発明の方法であれば、抵抗率が3000Ωcm以上のシリコン単結晶を精度よく育成することができるようになる。
さらには、本発明の単結晶育成方法であれば、所望の導電型及び抵抗率のシリコン単結晶を精度よく製造することができる。
上記したように、従来の方法では、育成する単結晶の抵抗率を調整できる範囲が狭いという問題があった。
図1に示すように、本発明の単結晶育成装置1は、原料融液2を収容する石英ルツボ3と、石英ルツボ3を加熱保温するヒーター4とが配置されるメインチャンバー5と、メインチャンバー5の上部に接続され、育成したシリコン単結晶6が引上げられて収納される引上げチャンバー7とを具備している。メインチャンバー5は、ドーパントを含む複数のシリコン細棒8をそれぞれ独立して原料融液2へ挿入し、溶融させることができるシリコン細棒挿入機9を具備している。
ガス導入口14から引上げチャンバー7の内部に導入されたアルゴン(Ar)ガス等の不活性ガスは、引上げ中のシリコン単結晶6とガスパージ筒16との間を通過させた後、原料融液2の融液面上を通過させ、その後、原料融液2からの蒸発物と共に、ガス流出口15からメインチャンバー5の外部へ排出される。
逆に、シリコン細棒8が細ければ溶解量の精度は向上するが、長い細棒と長いストロークが必要になる。
例えば、1本は比較的抵抗率が低いシリコン細棒8とし、もう1本は比較的抵抗率が高いシリコン細棒8としておけば、抵抗率の大幅な調整と微妙な調整の両者に対応可能であり、1本のみの場合に比較して抵抗率調整可能範囲が大幅に広がる。
従って、N型のシリコン細棒8とP型のシリコン細棒8との両方の極性を挿入可能にしておくことで、下がりすぎてしまった抵抗率を上げることができる。
このように、シリコン半導体におけるドーパントとして一般的に用いられる元素を用いることができる。
先述のようにPやBは環境起因で混入するものであり、現実的にはわずかには反対極性が含まれている。また、制御したい内容によっては積極的に反対極性を含ませておく可能性もある。そのような場合、反対極性を含むものであっても良い。
PやBは、他の元素に比べて入手や取り扱いも比較的容易であり、また、大量に含まれた場合の電気特性の悪化の懸念も少ないので、より確実に抵抗率の制御をすることができる。。
本発明の単結晶育成方法では、上述したような図1の本発明の単結晶育成装置1を用いて、以下に示すような方法でシリコン単結晶6を育成する。
まず、石英ルツボ3に原料を充填する。そして、ヒーター4で石英ルツボ3を加熱保温して原料を溶融し、原料融液2とする(SP1)。
次に、サンプル結晶を育成し、該サンプル結晶の導電型と抵抗率を測定する(SP2)。サンプル結晶としては、導電型及び抵抗率を測定できればよいので、例えば、極小さい単結晶を育成してこれをサンプル結晶とすれば十分である。
もしくは、マルチ引上げにおいては、前のシリコン単結晶6の導電型と抵抗率を測定する(SP3)。
ここで、マルチ引上げとは、石英ルツボ3に収容された原料融液2からシリコン単結晶6を引上げた後、石英ルツボ3内に残留する原料融液2に、原料を追加投入して溶融し、次のシリコン単結晶6を引上げるという工程を繰り返し、1つのルツボで複数のシリコン単結晶6を引上げる方法である。
なお、前のシリコン単結晶6から導電型及び抵抗率の測定用のサンプルを作製し測定している間に、前と同じ原料を溶融しておけば、時間のロスを低減することが可能である。
SP2またはSP3で測定された導電型及び抵抗率に基づいて、原料融液2に挿入するべき前記シリコン細棒の導電型、および挿入量を決定する(SP4)。
まず、サンプル結晶育成工程(SP2)もしくはマルチ引上げ工程(SP3)で測定された単結晶の導電型及び抵抗率から、次に育成するシリコン単結晶6の導電型及び抵抗率を推定する(SP7)。
つぎに、推定した導電型が所望の導電型かを判定する(SP8)。
推定した導電型が所望の導電型であった場合は、つぎに、推定した抵抗率が所望の抵抗率と比べて高いか、低いか、もしくは適切な値であるかを判定する(SP9)。
ここで、所望の抵抗率に対して、推定した抵抗率が適切な場合とは、所望の抵抗率規定範囲に対して、推定した抵抗率がこの規定範囲に入る場合のことである。
次に、例えば上述したようなシリコン細棒の導電型及び挿入量決定工程(SP4)で決定した導電型のシリコン細棒を決定された量で、原料融液2に挿入し、溶融することで原料融液2中のドーパント量を調整し、原料融液2から育成されるシリコン単結晶6の抵抗率を調整する(図2のSP5参照)。
そして、シリコン細棒によりドーパント濃度が調整された原料融液2から、シリコン単結晶6を引上げる(図2のSP6参照)。
このように抵抗率が精度良く制御された単結晶はデバイスを設計する上で有用である。特に抵抗率の制御が難しい高抵抗率の単結晶において、抵抗率を正確に制御してある単結晶は、特に有用である。
Pをドープし、導電型がN型で、抵抗率を1Ωcmに調整したシリコン細棒と、Bをドープし、導電型がP型で、抵抗率を1Ωcmに調整したシリコン細棒を用意した。
シリコン細棒は両端の抵抗率はP型の場合は1Ωcm±1.5%、N型の場合は1Ωcm±4%で、直径が約300mmで、長さが約300mmのシリコン単結晶のブロックから縦×横×長さが、2cm×2cm×30cmの角柱として切り出したものを用いた。
この原料融液から直径が約206mmの前のシリコン単結晶を育成した。この前のシリコン単結晶から抵抗率を測定するために、サンプルを切り出し、導電型及び抵抗率を測定した。
溶融がすんだ後に、サンプルの抵抗率の測定結果が判明した。その結果、前のシリコン単結晶のトップ側の導電型がP型で抵抗率が約1100Ωcm、ボトム部の抵抗率がP型約800Ωcmと目標の抵抗率よりもやや低めであった。
シリコン細棒の導電型及び挿入量決定工程で、上述した前のシリコン単結晶の測定結果から推定される、次に育成するシリコン単結晶の導電型は、所望の導電型で、推定される抵抗率は所望の抵抗率よりも高いものであるので、所望の導電型(P型)のシリコン細棒を、所望の抵抗値になるように、原料融液に溶融することを決定した。
そこで、シリコン細棒溶融工程で、P型のシリコン細棒の56gに相当する60mm分を原料融液に挿入して溶融した。その後、シリコン単結晶引上げ工程で、シリコン単結晶を育成した。
その結果、トップ側で導電型がP型で、抵抗率が1460Ωcm、ボトム部で1060Ωcmと目的の抵抗率を得ることができた。
実施例1と同じ工程で前のシリコン単結晶を育成した。そして、実施例1と同様に、前のシリコン単結晶から抵抗率を測定するために、サンプルを切り出し、導電型及び抵抗率を測定した。
そして、サンプルを測定した結果、トップ側の導電型がP型で、抵抗率が約2000Ωcm、ボトム部の導電型がP型で、抵抗率が約1520Ωcmであった。
あるいは、所望の導電型がN型で、所望の抵抗率が4000Ωcm以上であるとすると、前記の測定結果から推定される導電型は、P型なので、所望の導電型とは反対極性の導電型となるので、所望の導電型と同じ、すなわち導電型がN型のシリコン細棒を所望の抵抗値になるように原料融液に溶融することを決定することができる。
そこで、シリコン細棒溶融工程で、N型シリコン細棒をやや多めの40gに相当する43mm分を原料融液に挿入して溶融し、その後、シリコン単結晶引上げ工程で、シリコン単結晶を育成した。
導電型がP型で、抵抗率が1Ωcmであるシリコン細棒と、同じく導電型がP型で、抵抗率10Ωcmであるシリコン細棒を、図1に示すような単結晶育成装置のシリコン細棒挿入機に装着した。
導電型がP型で高抵抗率のものであれば良いので、P型ドーパントを少量投入する目的で、導電型がP型で、抵抗率10Ωcmであるシリコン細棒を60gを原料融液に挿入し溶融し、シリコン単結晶を育成した。
2本目の単結晶の測定結果から、原料を追加投入して、溶融した原料融液から次に育成されるシリコン単結晶の導電型及び抵抗率は、導電型がP型で、抵抗率が17000−16000Ωcm程度と推定され、原料のバラツキを考慮すると、N型に反転してしまう可能性も否定できないレベルであった。
その結果、シリコン細棒溶融工程で、導電型がP型で、抵抗率が1Ωcmのシリコン細棒を20gを原料融液に挿入して溶融した。その後、シリコン単結晶引上げ工程で、シリコン単結晶を育成した。
このように同じ導電型ではあるが、抵抗率の異なるシリコン細棒を用意したことにより抵抗率の制御がより精度よくできた。
シリコン細棒を挿入できるようになっていない、通常の単結晶育成装置を用いたことを除いては実施例1と同じようにしてシリコン単結晶を育成した。
ただし、前の単結晶を育成し、この単結晶から抵抗率測定用のサンプルを切り出し、サンプルの導電型及び抵抗率を測定するまでの間、単結晶育成装置での作業を停止して待っていた。
サンプルの抵抗率の測定結果が判明した後、導電型がP型で、抵抗率が750から1500Ωcmとなるように、所望のドーパントを追加投入した原料とともに溶融して原料融液の総量を200kgに戻してから、次の単結晶を育成した。
5…メインチャンバー、 6…シリコン単結晶、 7…引上げチャンバー、
8…シリコン細棒、 9…シリコン細棒挿入機、 10…引上げワイヤ、
11…種結晶、 12…支持軸、 13…断熱部材、 14…ガス導入口、
15…ガス流出口、 16…ガスパージ筒、 17…熱遮蔽板、
18…黒鉛ルツボ、 19…種ホルダー。
前記所望の導電型および抵抗率に対して、前記推定した導電型および抵抗率が適切な場合には、前記シリコン細棒を溶融しないことを決定し、
前記推定した導電型が所望の導電型で、前記推定した抵抗率が前記所望の抵抗率よりも低い場合には、前記所望の導電型とは反対極性の導電型の前記シリコン細棒を前記所望の抵抗率になるように、前記原料融液に溶融することを決定するができる。
PやBは、他の元素に比べて入手や取り扱いも比較的容易であり、また、大量に含まれた場合の電気特性の悪化の懸念も少ないので、より確実に抵抗率の制御をすることができる。
もしくは、マルチ引上げにおいては、前のシリコン単結晶6の導電型と抵抗率を測定する(SP3)。
ここで、マルチ引上げとは、石英ルツボ3に収容された原料融液2からシリコン単結晶6を引上げた後、石英ルツボ3内に残留する原料融液2に、原料を追加投入して溶融し、次のシリコン単結晶6を引上げるという工程を繰り返し、1つの石英ルツボで複数のシリコン単結晶6を引上げる方法である。
シリコン細棒の導電型及び挿入量決定工程で、上述した前のシリコン単結晶の測定結果から推定される、次に育成するシリコン単結晶の導電型は、所望の導電型で、推定される抵抗率は所望の抵抗率よりも高いものであるので、所望の導電型(P型)のシリコン細棒を、所望の抵抗率になるように、原料融液に溶融することを決定した。
あるいは、所望の導電型がN型で、所望の抵抗率が4000Ωcm以上であるとすると、前記の測定結果から推定される導電型は、P型なので、所望の導電型とは反対極性の導電型となるので、所望の導電型と同じ、すなわち導電型がN型のシリコン細棒を所望の抵抗率になるように原料融液に溶融することを決定することができる。
Claims (8)
- チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を育成するための単結晶育成装置であって、
該単結晶育成装置は、原料融液を収容する石英ルツボと、該石英ルツボを加熱保温するヒーターとが配置されるメインチャンバーと、該メインチャンバーの上部に接続され、育成したシリコン単結晶が引上げられて収納される引上げチャンバーとを具備し、
前記メインチャンバーは、ドーパントを含む複数のシリコン細棒をそれぞれ独立して前記原料融液へ挿入し、溶融させることができるシリコン細棒挿入機を具備するものであることを特徴とする単結晶育成装置。 - 前記複数のシリコン細棒のうち少なくとも1本はN型のドーパントを含むものであり、少なくとも1本はP型のドーパントを含むものであることを特徴とする請求項1に記載の単結晶育成装置。
- 前記N型ドーパントがP、As、Sb、Bi、Nのうちのいずれかひとつもしくは複数であり、前記P型ドーパントがB、Ga、In、Alのうちのいずれかひとつもしくは複数であることを特徴とする請求項2に記載の単結晶育成装置。
- 前記N型ドーパントがPであり、前記P型ドーパントがBであることを特徴とする請求項3に記載の単結晶育成装置。
- 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の単結晶育成装置を用いて、シリコン単結晶を育成するシリコン単結晶育成方法であって、
前記石英ルツボに原料を充填して溶融する原料溶融工程と、サンプル結晶を育成し、該サンプル結晶の導電型と抵抗率を測定するサンプル結晶育成工程と、
もしくは前記石英ルツボで複数本の前記シリコン単結晶を育成するマルチ引上げにおいては、前のシリコン単結晶の導電型と抵抗率を測定するマルチ引上げ工程と、
前記測定された導電型と抵抗率に基づいて、前記原料融液に挿入するべき前記シリコン細棒の導電型、および挿入量を決定するシリコン細棒の導電型及び挿入量決定工程と、
該決定された導電型のシリコン細棒を決定された量で前記原料融液に挿入し、溶融することで前記原料融液中のドーパント量を調整し、前記原料融液から育成される前記シリコン単結晶の抵抗率を調整するシリコン細棒溶融工程と、
前記原料融液から、シリコン単結晶を引上げるシリコン単結晶引上げ工程とを有することを特徴とするシリコン単結晶育成方法。 - 前記シリコン細棒の導電型及び挿入量決定工程において、
前記測定された導電型と抵抗率から、次に育成するシリコン単結晶の導電型および抵抗率を推定し、該推定した導電型が所望の導電型で、前記推定した抵抗率が所望の抵抗値より高い場合、もしくは前記推定した導電型が前記所望の導電型とは反対極性の場合には、前記所望の導電型と同じ導電型の前記シリコン細棒を前記所望の抵抗値になるように、前記原料融液に溶融することを決定し、
前記所望の導電型および抵抗率に対して、前記推定した導電型および抵抗率が適切な場合には、前記シリコン細棒を溶融しないことを決定し、
前記推定した導電型が所望の導電型で、前記推定した抵抗率が前記所望の抵抗率よりも低い場合には、前記所望の導電型とは反対極性の導電型の前記シリコン細棒を前記所望の抵抗値になるように、前記原料融液に溶融することを決定することを特徴とする請求項5に記載のシリコン単結晶育成方法。 - 育成される前記シリコン単結晶の抵抗率を750Ωcm以上のシリコン単結晶とすることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のシリコン単結晶育成方法。
- 育成される前記シリコン単結晶の抵抗率を3000Ωcm以上のシリコン単結晶とすることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか一項に記載のシリコン単結晶育成方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014166415A JP6168011B2 (ja) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | 単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 |
CN201580044303.6A CN106574395B (zh) | 2014-08-19 | 2015-06-19 | 单晶生长装置及使用该装置的单晶生长方法 |
PCT/JP2015/003076 WO2016027396A1 (ja) | 2014-08-19 | 2015-06-19 | 単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 |
KR1020177004036A KR102150405B1 (ko) | 2014-08-19 | 2015-06-19 | 단결정 육성장치 및 그 장치를 이용한 단결정 육성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014166415A JP6168011B2 (ja) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | 単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016041638A true JP2016041638A (ja) | 2016-03-31 |
JP6168011B2 JP6168011B2 (ja) | 2017-07-26 |
Family
ID=55350372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014166415A Active JP6168011B2 (ja) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | 単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6168011B2 (ja) |
KR (1) | KR102150405B1 (ja) |
CN (1) | CN106574395B (ja) |
WO (1) | WO2016027396A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020503231A (ja) * | 2016-12-28 | 2020-01-30 | グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. | 改善された抵抗率制御により単結晶シリコンインゴットを形成する方法 |
JP2021528355A (ja) * | 2018-06-27 | 2021-10-21 | グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. | 単結晶シリコンインゴットの製造中の不純物の蓄積を決定するための複数のサンプルロッドの成長 |
CN115058767A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-16 | 宁夏中晶半导体材料有限公司 | 一种用于mcz法拉制重掺锑单晶的加掺方法和装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6828674B2 (ja) | 2017-12-20 | 2021-02-10 | 株式会社Sumco | クリーニング方法、シリコン単結晶の製造方法、および、クリーニング装置 |
US10793969B2 (en) * | 2018-06-27 | 2020-10-06 | Globalwafers Co., Ltd. | Sample rod growth and resistivity measurement during single crystal silicon ingot production |
WO2020131458A1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Globalwafers Co., Ltd. | Sample rod center slab resistivity measurement during single crystal silicon ingot production |
CN110512276A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-11-29 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种用于晶体生长的坩埚底座装置 |
CN113882016A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 氮掺杂p型单晶硅制造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5979000A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-08 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | 半導体単結晶の製造方法 |
JPS61163188A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-23 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | シリコン単結晶引上法における不純物のド−プ方法 |
JP2002226295A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | チョクラルスキー法によるシリコン単結晶製造工程の管理方法及びチョクラルスキー法による高抵抗シリコン単結晶の製造方法並びにシリコン単結晶 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2732967B2 (ja) | 1991-08-30 | 1998-03-30 | 信越化学工業株式会社 | 高抵抗シリコンウエハ−の製造方法 |
JPH09227275A (ja) | 1996-02-28 | 1997-09-02 | Sumitomo Sitix Corp | ドープ剤添加装置 |
-
2014
- 2014-08-19 JP JP2014166415A patent/JP6168011B2/ja active Active
-
2015
- 2015-06-19 CN CN201580044303.6A patent/CN106574395B/zh active Active
- 2015-06-19 KR KR1020177004036A patent/KR102150405B1/ko active IP Right Grant
- 2015-06-19 WO PCT/JP2015/003076 patent/WO2016027396A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5979000A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-08 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | 半導体単結晶の製造方法 |
JPS61163188A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-23 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | シリコン単結晶引上法における不純物のド−プ方法 |
JP2002226295A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | チョクラルスキー法によるシリコン単結晶製造工程の管理方法及びチョクラルスキー法による高抵抗シリコン単結晶の製造方法並びにシリコン単結晶 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020503231A (ja) * | 2016-12-28 | 2020-01-30 | グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. | 改善された抵抗率制御により単結晶シリコンインゴットを形成する方法 |
JP2021528355A (ja) * | 2018-06-27 | 2021-10-21 | グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. | 単結晶シリコンインゴットの製造中の不純物の蓄積を決定するための複数のサンプルロッドの成長 |
JP7237996B2 (ja) | 2018-06-27 | 2023-03-13 | グローバルウェーハズ カンパニー リミテッド | 単結晶シリコンインゴットの製造中の不純物の蓄積を決定するための複数のサンプルロッドの成長 |
CN115058767A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-16 | 宁夏中晶半导体材料有限公司 | 一种用于mcz法拉制重掺锑单晶的加掺方法和装置 |
CN115058767B (zh) * | 2022-05-30 | 2024-04-23 | 宁夏中晶半导体材料有限公司 | 一种用于mcz法拉制重掺锑单晶的加掺方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106574395B (zh) | 2019-03-22 |
KR20170046130A (ko) | 2017-04-28 |
KR102150405B1 (ko) | 2020-09-01 |
JP6168011B2 (ja) | 2017-07-26 |
WO2016027396A1 (ja) | 2016-02-25 |
CN106574395A (zh) | 2017-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6168011B2 (ja) | 単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 | |
KR102312204B1 (ko) | 저항률 제어방법 및 n형 실리콘 단결정 | |
US11440849B2 (en) | SiC crucible, SiC sintered body, and method of producing SiC single crystal | |
JP6760721B2 (ja) | バナジウムでドープしたSiC塊状単結晶の製造方法及びバナジウムでドープしたSiC基板 | |
EP2940196B1 (en) | Method for producing n-type sic single crystal | |
EP3040452B1 (en) | N-type sic single crystal and method for producing same | |
CN107429421B (zh) | 用于将挥发性掺杂剂引入熔体内的设备和方法 | |
TW201840918A (zh) | 形成具有經改善之電阻率控制之單晶矽錠之方法 | |
KR20160078343A (ko) | SiC 단결정의 제조 방법 | |
EP2322696B1 (en) | Method of manufacturing silicon single crystal | |
TW201109483A (en) | Systems, methods and substrates of monocrystalline germanium crystal growth | |
JP6547360B2 (ja) | CaMgZr置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(SGGG)単結晶の育成方法およびSGGG単結晶基板の製造方法 | |
JP5671057B2 (ja) | マイクロピット密度(mpd)が低いゲルマニウムのインゴットを製造する方法、およびゲルマニウム結晶を成長させる装置 | |
JP6869077B2 (ja) | 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法 | |
JP6304125B2 (ja) | シリコン単結晶の軸方向の抵抗率制御方法 | |
JP5262346B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
JP2010030868A (ja) | 半導体単結晶の製造方法 | |
JP2010030847A (ja) | 半導体単結晶の製造方法 | |
US10815586B2 (en) | Gallium-arsenide-based compound semiconductor crystal and wafer group | |
TW202405258A (zh) | 單晶矽 | |
CN113272479A (zh) | 控制硅熔融物中的掺杂剂浓度以增强铸锭质量 | |
TWI513865B (zh) | 微坑密度(mpd)低之鍺鑄錠/晶圓及用於其製造之系統和方法 | |
JP2004210638A (ja) | 半導体結晶の成長方法 | |
JP2014516020A (ja) | 結晶質固体の成長方法、関連する結晶質固体及びデバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170227 |
|
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: 20170530 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170612 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6168011 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 |