JP3235450B2 - 単結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 - Google Patents
単結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引き上げ方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶引き上げ用
シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引
き上げ方法に関し、より詳細には、半導体材料として使
用されるシリコン単結晶を育成する際に用いられる、単
結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を
用いた単結晶引き上げ方法に関する。
シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引
き上げ方法に関し、より詳細には、半導体材料として使
用されるシリコン単結晶を育成する際に用いられる、単
結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を
用いた単結晶引き上げ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶を育成するには種々の方法がある
が、その一つにチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と記
す）に代表される引き上げ法がある。図５は、従来のＣ
Ｚ法に用いられる単結晶引き上げ装置の要部を、模式的
に示した断面図であり、図中３１は、坩堝を示してい
る。
が、その一つにチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と記
す）に代表される引き上げ法がある。図５は、従来のＣ
Ｚ法に用いられる単結晶引き上げ装置の要部を、模式的
に示した断面図であり、図中３１は、坩堝を示してい
る。
【０００３】この坩堝３１は、有底円筒形状の石英製坩
堝３１ａと、この石英製坩堝３１ａの外側に嵌合され
た、同じく有底円筒形状の黒鉛製坩堝３１ｂとから構成
されており、坩堝３１は、図中の矢印方向に所定の速度
で回転する、支持軸３９に支持されている。この坩堝３
１の外側には、抵抗加熱式のヒータ３２、及びヒータ３
２の外側には、坩堝３１への熱移動を促進する保温筒４
２が、同心円状に配置されており、坩堝３１内には、こ
のヒータ３２により溶融させられた、単結晶用原料の溶
融液３３が充填されている。
堝３１ａと、この石英製坩堝３１ａの外側に嵌合され
た、同じく有底円筒形状の黒鉛製坩堝３１ｂとから構成
されており、坩堝３１は、図中の矢印方向に所定の速度
で回転する、支持軸３９に支持されている。この坩堝３
１の外側には、抵抗加熱式のヒータ３２、及びヒータ３
２の外側には、坩堝３１への熱移動を促進する保温筒４
２が、同心円状に配置されており、坩堝３１内には、こ
のヒータ３２により溶融させられた、単結晶用原料の溶
融液３３が充填されている。
【０００４】坩堝３１の中心軸上には、引き上げ棒ある
いはワイヤー等からなる引き上げ軸３４が吊設されてお
り、この引き上げ軸３４の先には、シードチャック３４
ａを介して、シリコン種結晶３５が取り付けられるよう
になっている。
いはワイヤー等からなる引き上げ軸３４が吊設されてお
り、この引き上げ軸３４の先には、シードチャック３４
ａを介して、シリコン種結晶３５が取り付けられるよう
になっている。
【０００５】上記した単結晶引き上げ装置により単結晶
３６を引き上げるには、まずシリコン種結晶３５を溶融
液３３に着液させて、シリコン種結晶３５を溶融液３３
に馴染ませた後、引き上げを開始する（以下、シーディ
ング工程と記す）。その後、所定の引き上げ速度で所定
径になるまでシリコン種結晶３５を細く絞り、単結晶３
６のネック３６ａを形成する（以下、ネッキング工程と
記す）。その後、引き上げ速度を落して単結晶３６を所
定の径まで成長させ、単結晶３６のショルダー３６ｂを
形成する（以下、ショルダー形成工程と記す）。その
後、一定の引き上げ速度で一定の径、所定長さの単結晶
３６を育成し、単結晶３６のメインボディ（定径部）３
６ｃを形成する（以下、ボディ形成工程と記す）。
３６を引き上げるには、まずシリコン種結晶３５を溶融
液３３に着液させて、シリコン種結晶３５を溶融液３３
に馴染ませた後、引き上げを開始する（以下、シーディ
ング工程と記す）。その後、所定の引き上げ速度で所定
径になるまでシリコン種結晶３５を細く絞り、単結晶３
６のネック３６ａを形成する（以下、ネッキング工程と
記す）。その後、引き上げ速度を落して単結晶３６を所
定の径まで成長させ、単結晶３６のショルダー３６ｂを
形成する（以下、ショルダー形成工程と記す）。その
後、一定の引き上げ速度で一定の径、所定長さの単結晶
３６を育成し、単結晶３６のメインボディ（定径部）３
６ｃを形成する（以下、ボディ形成工程と記す）。
【０００６】上記ネッキング工程を行う目的について、
以下に説明する。前記シーディング工程を行うにあたっ
て、通常シリコン種結晶底部３５ａをある程度予熱した
後に溶融液３３に着液させるが、前記予熱温度（約１３
００℃程度以下）とシリコン種結晶３５の融点（約１４
１０℃）との間には、１００℃以上の差が生じる。この
ため、溶融液３３への着液時に、シリコン種結晶底部３
５ａには、熱応力による転位が導入される。該転位は、
後の単結晶化を阻害するものであるため、前記転位を排
除してから単結晶３６を成長させる必要がある。一般
に、前記転位は、単結晶３６の成長界面に対して垂直方
向に成長するものであることから、上記ネッキング工程
において、前記成長界面の形状を下に凸形状とし、前記
転位を排除する。
以下に説明する。前記シーディング工程を行うにあたっ
て、通常シリコン種結晶底部３５ａをある程度予熱した
後に溶融液３３に着液させるが、前記予熱温度（約１３
００℃程度以下）とシリコン種結晶３５の融点（約１４
１０℃）との間には、１００℃以上の差が生じる。この
ため、溶融液３３への着液時に、シリコン種結晶底部３
５ａには、熱応力による転位が導入される。該転位は、
後の単結晶化を阻害するものであるため、前記転位を排
除してから単結晶３６を成長させる必要がある。一般
に、前記転位は、単結晶３６の成長界面に対して垂直方
向に成長するものであることから、上記ネッキング工程
において、前記成長界面の形状を下に凸形状とし、前記
転位を排除する。
【０００７】一般に、前記ネッキング工程においては、
ネック３６ａ径を細く絞るほど前記成長界面の形状をよ
り下に凸とすることができ、前記転位を効率良く排除す
ることができる。
ネック３６ａ径を細く絞るほど前記成長界面の形状をよ
り下に凸とすることができ、前記転位を効率良く排除す
ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の単結晶
引き上げ方法においては、直径約６インチ、重量が８０
ｋｇ程度の単結晶３６を引き上げるために、直径１２ｍ
ｍ程度のシリコン種結晶３５を用いるのが一般的であっ
た。その際のネック３６ａ径は、単結晶３６を安全に引
き上げることができ、しかも上記転位を効率的に排除す
ることができる大きさとして、通常２〜３ｍｍ程度とさ
れていた。しかしながら、近年の半導体デバイスの高集
積化、低コスト化及び高生産性の要求に対応して、ウエ
ハの大口径化が要求されてきており、最近では、例えば
直径約１２インチ、重量が３００ｋｇ程度の単結晶３６
の製造が望まれている。この場合、従来のネック３６ａ
径（通常３ｍｍ程度）では、ネック３６ａが引き上げら
れる単結晶３６の重さに耐えられずに破損し、単結晶３
６が落下してしまう。
引き上げ方法においては、直径約６インチ、重量が８０
ｋｇ程度の単結晶３６を引き上げるために、直径１２ｍ
ｍ程度のシリコン種結晶３５を用いるのが一般的であっ
た。その際のネック３６ａ径は、単結晶３６を安全に引
き上げることができ、しかも上記転位を効率的に排除す
ることができる大きさとして、通常２〜３ｍｍ程度とさ
れていた。しかしながら、近年の半導体デバイスの高集
積化、低コスト化及び高生産性の要求に対応して、ウエ
ハの大口径化が要求されてきており、最近では、例えば
直径約１２インチ、重量が３００ｋｇ程度の単結晶３６
の製造が望まれている。この場合、従来のネック３６ａ
径（通常３ｍｍ程度）では、ネック３６ａが引き上げら
れる単結晶３６の重さに耐えられずに破損し、単結晶３
６が落下してしまう。
【０００９】上記した大重量の単結晶３６を育成するに
あたり、単結晶３６の落下等の事故の発生を防ぎ、安全
に引き上げを行うためには、シリコン強度（約１６ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 ）から算出して、ネック３６ａ径を６ｍｍ程
度まで太くする必要がある。しかしながら、ネック３６
ａ径のこの程度の絞りでは、シリコン種結晶３５の溶融
液３３への着液時に導入された転位を、十分に排除する
ことができず、歩留まりが著しく低下するといった課題
があった。
あたり、単結晶３６の落下等の事故の発生を防ぎ、安全
に引き上げを行うためには、シリコン強度（約１６ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 ）から算出して、ネック３６ａ径を６ｍｍ程
度まで太くする必要がある。しかしながら、ネック３６
ａ径のこの程度の絞りでは、シリコン種結晶３５の溶融
液３３への着液時に導入された転位を、十分に排除する
ことができず、歩留まりが著しく低下するといった課題
があった。
【００１０】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、大重量の単結晶を引き上げる場合であっても、転
位を効率的に排除することができる単結晶引き上げ用シ
リコン種結晶、また、ネッキング工程を不要とし、大重
量の単結晶であっても、安全に低コストで歩留まりよく
引き上げることができる、前記シリコン種結晶を用いた
単結晶引き上げ方法を提供することを目的としている。
あり、大重量の単結晶を引き上げる場合であっても、転
位を効率的に排除することができる単結晶引き上げ用シ
リコン種結晶、また、ネッキング工程を不要とし、大重
量の単結晶であっても、安全に低コストで歩留まりよく
引き上げることができる、前記シリコン種結晶を用いた
単結晶引き上げ方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために、本発明に係る単結晶引き上げ用シリコ
ン種結晶（１）は、酸素濃度が１３〜１８×１０17／ｃ
ｍ3 の範囲にあることを特徴としている。なお、本発明
における酸素濃度は、酸素濃度測定法としてｏｌｄ−Ａ
ＳＴＭを用いて算出された値に統一されており、具体的
には次式によって算出された値である。 ［Ｏ i ］＝ｆ c ×α 03 （×１０ 17 atoms/cm 3 ） ここでｆ c は変換係数（４．８１）、α 03 は１１０６cm
-1 の格子間酸素による赤外吸収係数である。
達成するために、本発明に係る単結晶引き上げ用シリコ
ン種結晶（１）は、酸素濃度が１３〜１８×１０17／ｃ
ｍ3 の範囲にあることを特徴としている。なお、本発明
における酸素濃度は、酸素濃度測定法としてｏｌｄ−Ａ
ＳＴＭを用いて算出された値に統一されており、具体的
には次式によって算出された値である。 ［Ｏ i ］＝ｆ c ×α 03 （×１０ 17 atoms/cm 3 ） ここでｆ c は変換係数（４．８１）、α 03 は１１０６cm
-1 の格子間酸素による赤外吸収係数である。
【００１２】上記単結晶引き上げ用シリコン種結晶
（１）によれば、酸素濃度が１３〜１８×１０17／ｃｍ
3 の範囲にあり、一般的な酸素濃度（１１×１０17／ｃ
ｍ3 ）よりも高く、前記着液時に導入された転位が、シ
リコン種結晶の上部方向に伝播するのに要する応力レベ
ルを、通常よりも高くすることができる。すなわち、通
常よりも高い応力が働かない限り前記転位は伝播しない
ため、前記着液時に転位が導入された部分を、適度な速
度で溶融液に溶かし込めば、転位を伝播させることな
く、転位が導入された部分を除去することができ、転位
のないシリコン種結晶を基にした単結晶の引き上げが可
能となる。このため、引き上げた単結晶の無転位化率を
高めることができる。
（１）によれば、酸素濃度が１３〜１８×１０17／ｃｍ
3 の範囲にあり、一般的な酸素濃度（１１×１０17／ｃ
ｍ3 ）よりも高く、前記着液時に導入された転位が、シ
リコン種結晶の上部方向に伝播するのに要する応力レベ
ルを、通常よりも高くすることができる。すなわち、通
常よりも高い応力が働かない限り前記転位は伝播しない
ため、前記着液時に転位が導入された部分を、適度な速
度で溶融液に溶かし込めば、転位を伝播させることな
く、転位が導入された部分を除去することができ、転位
のないシリコン種結晶を基にした単結晶の引き上げが可
能となる。このため、引き上げた単結晶の無転位化率を
高めることができる。
【００１３】また、本発明に係る単結晶引き上げ用シリ
コン種結晶（２）は、上記単結晶引き上げ用シリコン種
結晶（１）において、シリコン種結晶径が６ｍｍ以上あ
ることを特徴としている。
コン種結晶（２）は、上記単結晶引き上げ用シリコン種
結晶（１）において、シリコン種結晶径が６ｍｍ以上あ
ることを特徴としている。
【００１４】上記単結晶引き上げ用シリコン種結晶
（２）によれば、上記単結晶引き上げ用シリコン種結晶
（１）の場合と同様の効果が得られると共に、前記シリ
コン種結晶径が６ｍｍ以上あるため、例えば３００ｋｇ
以上の大重量の単結晶を引き上げる場合であっても、前
記シリコン種結晶がシリコン強度（約１６ｋｇｆ／ｍｍ
2）から算出して十分な強度を有しており、シリコン種
結晶の破損による単結晶の落下等の事故の心配がなく、
安全に単結晶を引き上げることができる。
（２）によれば、上記単結晶引き上げ用シリコン種結晶
（１）の場合と同様の効果が得られると共に、前記シリ
コン種結晶径が６ｍｍ以上あるため、例えば３００ｋｇ
以上の大重量の単結晶を引き上げる場合であっても、前
記シリコン種結晶がシリコン強度（約１６ｋｇｆ／ｍｍ
2）から算出して十分な強度を有しており、シリコン種
結晶の破損による単結晶の落下等の事故の心配がなく、
安全に単結晶を引き上げることができる。
【００１５】また、本発明に係る単結晶引き上げ方法
（１）は、上記シリコン種結晶（１）又は（２）のいず
れかを用い、該シリコン種結晶の先端部を溶融液に浸漬
して溶かし込んだ後、ネックを形成せずに単結晶を引き
上げることを特徴としている。
（１）は、上記シリコン種結晶（１）又は（２）のいず
れかを用い、該シリコン種結晶の先端部を溶融液に浸漬
して溶かし込んだ後、ネックを形成せずに単結晶を引き
上げることを特徴としている。
【００１６】上記単結晶引き上げ方法（１）によれば、
着液時に導入された転位を有する前記シリコン種結晶の
先端部を一旦溶融させる時の、転位の上方への伝播を酸
素により抑え込むことができるため、転位のないシリコ
ン種結晶を基に、前記単結晶の引き上げを行うことがで
きる。これにより、引き上げられる単結晶に前記転位が
伝播することがほとんどないため、ネッキング工程を省
略しても、無転位の単結晶を効率的に引き上げることが
できる。また、前記ネッキング工程を省略できることか
ら、細いネックによって単結晶を支持する必要性がなく
なり、シリコン種結晶径がすなわち単結晶を支持するた
めの最細部径となり、前記シリコン種結晶の強度さえ十
分みておけば、大重量の単結晶であっても、落下等の事
故発生の心配もなく、安全に引き上げることができる。
さらに、前記ネックを形成する必要がないため、シリコ
ン種結晶は従来１２ｍｍ程度であったものを６ｍｍ程度
まで細くでき、シリコン種結晶に要する原料コストを削
減することができるとともに、引き上げ工程を簡略化す
ることができる。
着液時に導入された転位を有する前記シリコン種結晶の
先端部を一旦溶融させる時の、転位の上方への伝播を酸
素により抑え込むことができるため、転位のないシリコ
ン種結晶を基に、前記単結晶の引き上げを行うことがで
きる。これにより、引き上げられる単結晶に前記転位が
伝播することがほとんどないため、ネッキング工程を省
略しても、無転位の単結晶を効率的に引き上げることが
できる。また、前記ネッキング工程を省略できることか
ら、細いネックによって単結晶を支持する必要性がなく
なり、シリコン種結晶径がすなわち単結晶を支持するた
めの最細部径となり、前記シリコン種結晶の強度さえ十
分みておけば、大重量の単結晶であっても、落下等の事
故発生の心配もなく、安全に引き上げることができる。
さらに、前記ネックを形成する必要がないため、シリコ
ン種結晶は従来１２ｍｍ程度であったものを６ｍｍ程度
まで細くでき、シリコン種結晶に要する原料コストを削
減することができるとともに、引き上げ工程を簡略化す
ることができる。
【００１７】また、上記シリコン種結晶（１）又は
（２）のいずれか、すなわち転位の導入されていないシ
リコン種結晶を用いるため、引き上げられる単結晶に転
位が導入されにくく、単結晶における無転位率も向上さ
せることができる。従って、引き上げた単結晶の歩留ま
りを向上させることができる。
（２）のいずれか、すなわち転位の導入されていないシ
リコン種結晶を用いるため、引き上げられる単結晶に転
位が導入されにくく、単結晶における無転位率も向上さ
せることができる。従って、引き上げた単結晶の歩留ま
りを向上させることができる。
【００１８】また、本発明に係る単結晶引き上げ方法
（２）は、上記単結晶の引き上げ方法（１）において、
溶かし込むシリコン種結晶長さを６ｍｍ以上とすること
を特徴としている。
（２）は、上記単結晶の引き上げ方法（１）において、
溶かし込むシリコン種結晶長さを６ｍｍ以上とすること
を特徴としている。
【００１９】上記単結晶の引き上げ方法（２）によれ
ば、溶かし込むシリコン種結晶長さが６ｍｍ以上である
ため、熱ショックにより転位が導入された転位部分（転
位が存する部分）をほとんど溶かし込むことができ、残
りを無転位部分のみからなるシ リコン種結晶とすること
ができる。よって、引き上げた単結晶の歩留まりを、よ
り向上させることができる。
ば、溶かし込むシリコン種結晶長さが６ｍｍ以上である
ため、熱ショックにより転位が導入された転位部分（転
位が存する部分）をほとんど溶かし込むことができ、残
りを無転位部分のみからなるシ リコン種結晶とすること
ができる。よって、引き上げた単結晶の歩留まりを、よ
り向上させることができる。
【００２０】一方、溶かし込むシリコン種結晶長さが６
ｍｍよりも短い場合は、前記転位が残存することもあ
り、後の単結晶化の妨げとなる。
ｍｍよりも短い場合は、前記転位が残存することもあ
り、後の単結晶化の妨げとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る単結晶引き上
げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結
晶引き上げ方法の実施の形態を、図面に基づいて説明す
る。なお、従来と同一の機能を有する構成部品には、同
一の符号を付してある。
げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結
晶引き上げ方法の実施の形態を、図面に基づいて説明す
る。なお、従来と同一の機能を有する構成部品には、同
一の符号を付してある。
【００２２】＜実施の形態＞ 図１（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る、単結晶引き
上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単
結晶引き上げ方法を、工程順に示した模式的部分側面図
であり、図２は、実施の形態に係る単結晶引き上げ方法
により、単結晶を引き上げている状態を示した模式的断
面図である。
上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単
結晶引き上げ方法を、工程順に示した模式的部分側面図
であり、図２は、実施の形態に係る単結晶引き上げ方法
により、単結晶を引き上げている状態を示した模式的断
面図である。
【００２３】まず、６ｍｍ以上の直径（ｌ）を有するシ
リコン種結晶１５を、溶融液３３直上まで降下させて、
シリコン種結晶１５の予熱を行う（図１（ａ））。シリ
コン種結晶１５の酸素濃度を、１３〜１８×１０17／ｃ
ｍ3 の範囲に設定しておく。その後、シリコン種結晶１
５を溶融液３３の表面に着液させる（図１（ｂ））。こ
の時、シリコン種結晶１５の先端部１５ａからシリコン
種結晶１５上部方向に向かって、前記着液時に作用する
熱応力により転位（図示せず）が導入される。この後、
所定の速度でシリコン種結晶１５を降下させ、シリコン
種結晶１５の先端部１５ａ（転位が導入された部分）
を、溶融液３３に浸漬して溶かし込む。該溶かし込む長
さ（Ｌ）は、６ｍｍ以上とする（図１（ｃ））。このよ
うに、シリコン種結晶１５の先端部１５ａを溶かし込む
ことにより、シリコン種結晶１５の残った部分を、無転
位部分のみにすることができる。この後、従来行ってい
たネッキング工程を省略してショルダー形成工程に移
り、所定の引き上げ速度で引き上げることにより、単結
晶１６を所定の径まで成長させ、ショルダー１６ｂを形
成する（図１（ｄ））。この後ボディー形成工程に移
り、メインボディー１６ｃ（図２）を形成する。
リコン種結晶１５を、溶融液３３直上まで降下させて、
シリコン種結晶１５の予熱を行う（図１（ａ））。シリ
コン種結晶１５の酸素濃度を、１３〜１８×１０17／ｃ
ｍ3 の範囲に設定しておく。その後、シリコン種結晶１
５を溶融液３３の表面に着液させる（図１（ｂ））。こ
の時、シリコン種結晶１５の先端部１５ａからシリコン
種結晶１５上部方向に向かって、前記着液時に作用する
熱応力により転位（図示せず）が導入される。この後、
所定の速度でシリコン種結晶１５を降下させ、シリコン
種結晶１５の先端部１５ａ（転位が導入された部分）
を、溶融液３３に浸漬して溶かし込む。該溶かし込む長
さ（Ｌ）は、６ｍｍ以上とする（図１（ｃ））。このよ
うに、シリコン種結晶１５の先端部１５ａを溶かし込む
ことにより、シリコン種結晶１５の残った部分を、無転
位部分のみにすることができる。この後、従来行ってい
たネッキング工程を省略してショルダー形成工程に移
り、所定の引き上げ速度で引き上げることにより、単結
晶１６を所定の径まで成長させ、ショルダー１６ｂを形
成する（図１（ｄ））。この後ボディー形成工程に移
り、メインボディー１６ｃ（図２）を形成する。
【００２４】一般に、シリコン種結晶１５に作用する応
力と、シリコン種結晶１５に導入された転位が前記応力
によって伝播する速度との間には、図３に示すような関
係が成立する。
力と、シリコン種結晶１５に導入された転位が前記応力
によって伝播する速度との間には、図３に示すような関
係が成立する。
【００２５】図３において、縦軸は転位の伝播速度
（ｖ）を、横軸は、シリコン種結晶に作用する応力
（σ）を示している。
（ｖ）を、横軸は、シリコン種結晶に作用する応力
（σ）を示している。
【００２６】シリコン種結晶が一般的な酸素濃度（１１
×１０17／ｃｍ3 ）を有している場合をグラフＡとする
と、シリコン種結晶１５において、酸素濃度が１３×１
０17／ｃｍ3 である場合は、グラフＢ、酸素濃度が１８
×１０17／ｃｍ3 である場合は、グラフＣとなる。
×１０17／ｃｍ3 ）を有している場合をグラフＡとする
と、シリコン種結晶１５において、酸素濃度が１３×１
０17／ｃｍ3 である場合は、グラフＢ、酸素濃度が１８
×１０17／ｃｍ3 である場合は、グラフＣとなる。
【００２７】すなわち、シリコン種結晶が一般的な酸素
濃度を有している場合（グラフＡ）は、σ1 以上の応力
が作用すると転位が伝播してゆく（転位の伝播速度が０
以上となる）のに対し、１３×１０17／ｃｍ3 の酸素濃
度を有している場合（グラフＢ）は、σ2 の応力が作用
しない限り、前記転位が伝播してゆかず、１８×１０17
／ｃｍ3 の酸素濃度を有している場合（グラフＣ）に至
っては、σ3 の応力が働かない限り、前記転位が伝播し
てゆかない。ここで、応力の大きさは、σ1 ＜σ2 ＜σ
3 である。このように、酸素濃度が高いほど、前記転位
の伝播を抑制することができる。
濃度を有している場合（グラフＡ）は、σ1 以上の応力
が作用すると転位が伝播してゆく（転位の伝播速度が０
以上となる）のに対し、１３×１０17／ｃｍ3 の酸素濃
度を有している場合（グラフＢ）は、σ2 の応力が作用
しない限り、前記転位が伝播してゆかず、１８×１０17
／ｃｍ3 の酸素濃度を有している場合（グラフＣ）に至
っては、σ3 の応力が働かない限り、前記転位が伝播し
てゆかない。ここで、応力の大きさは、σ1 ＜σ2 ＜σ
3 である。このように、酸素濃度が高いほど、前記転位
の伝播を抑制することができる。
【００２８】上記した単結晶引き上げ用シリコン種結晶
１５によれば、酸素濃度が１３〜１８×１０17／ｃｍ3
の範囲にあり、一般的な酸素濃度（１１×１０17／ｃｍ
3 ）よりも高いため、前記着液時に導入された転位が、
シリコン種結晶１５の上部方向に伝播するのに要する応
力レベルを、通常のものよりも高めることができる。す
なわち、シリコン種結晶１５に通常よりも高いレベルの
応力が作用しない限り、前記転位は伝播しないこととな
る。よって、着液時に転位が導入された部分（先端部１
５ａ）を所定速度で溶融液に溶かし込むことにより、転
位を伝播させることなく、転位が導入された部分（先端
部１５ａ）を除去することができ、転位のないシリコン
種結晶を基にした、単結晶の引き上げを可能とすること
ができる。このため、引き上げた単結晶の無転位化率を
高めることができる。
１５によれば、酸素濃度が１３〜１８×１０17／ｃｍ3
の範囲にあり、一般的な酸素濃度（１１×１０17／ｃｍ
3 ）よりも高いため、前記着液時に導入された転位が、
シリコン種結晶１５の上部方向に伝播するのに要する応
力レベルを、通常のものよりも高めることができる。す
なわち、シリコン種結晶１５に通常よりも高いレベルの
応力が作用しない限り、前記転位は伝播しないこととな
る。よって、着液時に転位が導入された部分（先端部１
５ａ）を所定速度で溶融液に溶かし込むことにより、転
位を伝播させることなく、転位が導入された部分（先端
部１５ａ）を除去することができ、転位のないシリコン
種結晶を基にした、単結晶の引き上げを可能とすること
ができる。このため、引き上げた単結晶の無転位化率を
高めることができる。
【００２９】また、シリコン種結晶径（ｌ）が６ｍｍ以
上あるため、例えば３００ｋｇ程度の大重量の単結晶１
６を引き上げる場合であっても、シリコン種結晶１５が
シリコン強度（約１６ｋｇｆ／ｍｍ2 ）から算出して十
分な強度を有しており、シリコン種結晶１５の破損によ
る単結晶１６の落下等の事故の心配がなく、安全に単結
晶１６を引き上げることができる。
上あるため、例えば３００ｋｇ程度の大重量の単結晶１
６を引き上げる場合であっても、シリコン種結晶１５が
シリコン強度（約１６ｋｇｆ／ｍｍ2 ）から算出して十
分な強度を有しており、シリコン種結晶１５の破損によ
る単結晶１６の落下等の事故の心配がなく、安全に単結
晶１６を引き上げることができる。
【００３０】また、上記したシリコン種結晶１５を用い
た単結晶引き上げ方法によれば、無転位部分のみからな
るシリコン種結晶１５を基に、単結晶１６の引き上げを
行うことができるため、引き上げられる単結晶１６に転
位が導入されることがなく、ネッキング工程を省略する
ことができる。また、前記ネッキング工程が不要となる
ことにより、細いネック３６ａ（図５）によって単結晶
１６を支持する必要性がなくなり、シリコン種結晶径
（ｌ）がすなわち単結晶１６を支持するにあたっての最
細部径となり、大重量の単結晶１６であっても、落下等
の事故発生の心配もなく、安全に引き上げることができ
る。さらに、ネック３６ａを形成する必要がないため、
シリコン種結晶１５は、従来１２ｍｍ程度であったもの
を６ｍｍ程度まで細くでき、シリコン種結晶に要する原
料コストを削減することができる。
た単結晶引き上げ方法によれば、無転位部分のみからな
るシリコン種結晶１５を基に、単結晶１６の引き上げを
行うことができるため、引き上げられる単結晶１６に転
位が導入されることがなく、ネッキング工程を省略する
ことができる。また、前記ネッキング工程が不要となる
ことにより、細いネック３６ａ（図５）によって単結晶
１６を支持する必要性がなくなり、シリコン種結晶径
（ｌ）がすなわち単結晶１６を支持するにあたっての最
細部径となり、大重量の単結晶１６であっても、落下等
の事故発生の心配もなく、安全に引き上げることができ
る。さらに、ネック３６ａを形成する必要がないため、
シリコン種結晶１５は、従来１２ｍｍ程度であったもの
を６ｍｍ程度まで細くでき、シリコン種結晶に要する原
料コストを削減することができる。
【００３１】さらに、溶かし込むシリコン種結晶１５の
長さ（Ｌ）を６ｍｍ以上とすることにより、転位が導入
された部分をほとんど溶かし込むことができ、残りを無
転位部分のみからなるシリコン種結晶１５とすることが
できる。該無転位部分のみからなるシリコン種結晶１５
を用いて単結晶１６を引き上げることにより、単結晶１
６の歩留まりを向上させることができる。
長さ（Ｌ）を６ｍｍ以上とすることにより、転位が導入
された部分をほとんど溶かし込むことができ、残りを無
転位部分のみからなるシリコン種結晶１５とすることが
できる。該無転位部分のみからなるシリコン種結晶１５
を用いて単結晶１６を引き上げることにより、単結晶１
６の歩留まりを向上させることができる。
【００３２】
【実施例及び比較例】以下、実施例及び比較例に係る単
結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を
用いた単結晶引き上げ方法により単結晶の引き上げを行
い、ＤＦ（Dislocation Free) 率を調べた結果について
説明する。実施例、比較例のいずれにおいても、直径約
１２インチで長さ約１０００ｍｍ、総重量３００ｋｇ程
度の単結晶を１０回引き上げた。前記ＤＦ率は、同じ条
件で引き上げた単結晶それぞれ１０本のうち、全く転位
が発生していない単結晶の本数の割合で示した。前記転
位発生の有無は、外部観察によっても判断可能である
が、今回は、スライスした単結晶をＸ線トポグラフで観
察することにより判断した。
結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を
用いた単結晶引き上げ方法により単結晶の引き上げを行
い、ＤＦ（Dislocation Free) 率を調べた結果について
説明する。実施例、比較例のいずれにおいても、直径約
１２インチで長さ約１０００ｍｍ、総重量３００ｋｇ程
度の単結晶を１０回引き上げた。前記ＤＦ率は、同じ条
件で引き上げた単結晶それぞれ１０本のうち、全く転位
が発生していない単結晶の本数の割合で示した。前記転
位発生の有無は、外部観察によっても判断可能である
が、今回は、スライスした単結晶をＸ線トポグラフで観
察することにより判断した。
【００３３】図４（ａ）、（ｂ）は、実施例１〜５、比
較例１〜４に係る単結晶引き上げ方法を説明するために
示した、模式的左部分拡大側面図である。各々の単結晶
の引き上げに共通する成長条件を、下記の表１に示す。
較例１〜４に係る単結晶引き上げ方法を説明するために
示した、模式的左部分拡大側面図である。各々の単結晶
の引き上げに共通する成長条件を、下記の表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】＜実施例１＞ 実施例１では、図１、図２及び図４（ａ）に示した方法
及び表１に示した条件によって、以下のようにして単結
晶１６を引き上げた。シリコン種結晶１５の酸素濃度
は、１３×１０17／ｃｍ3 である。
及び表１に示した条件によって、以下のようにして単結
晶１６を引き上げた。シリコン種結晶１５の酸素濃度
は、１３×１０17／ｃｍ3 である。
【００３６】まず、直径約１０ｍｍのシリコン種結晶１
５を、溶融液３３直上まで降下させてシリコン種結晶１
５の予熱を行い、その後、シリコン種結晶１５を溶融液
３３の表面に着液させて、シリコン種結晶１５を溶融液
３３に馴染ませる。この後、０．２ｍｍ／ｍｉｎの速度
でシリコン種結晶１５を降下させ、シリコン種結晶１５
の先端部１５ａを溶融液３３に浸漬して、シリコン種結
晶１５の先端部１５ａから約２０ｍｍの範囲を溶かし込
む。この後約０．３ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度でシリ
コン種結晶１５を引き上げ、ヒータ３２温度を調節する
ことにより、シリコン種結晶底面１５ａから下方１００
ｍｍの範囲に、単結晶１６のショルダー１６ｂを形成
し、直径が１２インチとなるまで成長させた。その後約
０．５ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度で、直径１２インチ
のメインボディ１６ｃを、長さ約１０００ｍｍとなるま
で成長させた。
５を、溶融液３３直上まで降下させてシリコン種結晶１
５の予熱を行い、その後、シリコン種結晶１５を溶融液
３３の表面に着液させて、シリコン種結晶１５を溶融液
３３に馴染ませる。この後、０．２ｍｍ／ｍｉｎの速度
でシリコン種結晶１５を降下させ、シリコン種結晶１５
の先端部１５ａを溶融液３３に浸漬して、シリコン種結
晶１５の先端部１５ａから約２０ｍｍの範囲を溶かし込
む。この後約０．３ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度でシリ
コン種結晶１５を引き上げ、ヒータ３２温度を調節する
ことにより、シリコン種結晶底面１５ａから下方１００
ｍｍの範囲に、単結晶１６のショルダー１６ｂを形成
し、直径が１２インチとなるまで成長させた。その後約
０．５ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度で、直径１２インチ
のメインボディ１６ｃを、長さ約１０００ｍｍとなるま
で成長させた。
【００３７】上記実施例１に係る方法により、製造され
た単結晶１６のＤＦ率は、７／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の７本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
た単結晶１６のＤＦ率は、７／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の７本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
【００３８】＜実施例２＞ 実施例２では、酸素濃度が１６×１０17／ｃｍ3 のシリ
コン種結晶１５を用い、その他の条件及び方法は、実施
例１の場合と同様に行った。
コン種結晶１５を用い、その他の条件及び方法は、実施
例１の場合と同様に行った。
【００３９】上記実施例２に係る方法により、製造され
た単結晶１６のＤＦ率は、８／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の８本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
た単結晶１６のＤＦ率は、８／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の８本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
【００４０】＜実施例３＞ 実施例３では、酸素濃度が１８×１０17／ｃｍ3 のシリ
コン種結晶１５を用い、その他の条件及び方法は、実施
例１の場合と同様に行った。
コン種結晶１５を用い、その他の条件及び方法は、実施
例１の場合と同様に行った。
【００４１】上記実施例３に係る方法により、製造され
た単結晶１６のＤＦ率は、９／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の９本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
た単結晶１６のＤＦ率は、９／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の９本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
【００４２】＜実施例４＞ 実施例４では、直径約６ｍｍのシリコン種結晶１５を用
い、その他の条件及び方法は、実施例１の場合と同様に
行った。シリコン種結晶１５の酸素濃度は、実施例１の
場合と同様に１３×１０17／ｃｍ3 である。
い、その他の条件及び方法は、実施例１の場合と同様に
行った。シリコン種結晶１５の酸素濃度は、実施例１の
場合と同様に１３×１０17／ｃｍ3 である。
【００４３】上記実施例４に係る方法により製造され
た、単結晶１６のＤＦ率は、７／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の７本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
た、単結晶１６のＤＦ率は、７／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の７本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
【００４４】＜実施例５＞ 実施例５では、直径約６ｍｍのシリコン種結晶１５を用
い、その他の条件及び方法は、実施例１の場合と同様に
行った。シリコン種結晶１５の酸素濃度は、実施例２の
場合と同様に１６×１０17／ｃｍ3 である。
い、その他の条件及び方法は、実施例１の場合と同様に
行った。シリコン種結晶１５の酸素濃度は、実施例２の
場合と同様に１６×１０17／ｃｍ3 である。
【００４５】上記実施例５に係る方法により、製造され
た単結晶１６のＤＦ率は、８／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の８本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
た単結晶１６のＤＦ率は、８／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の８本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶１６の落下数は０／１
０であり、単結晶１６の落下は発生しなかった。
【００４６】＜比較例１＞ 比較例１では、図１、図２及び図４（ａ）に示した方法
及び表１に示した条件によって、単結晶２６を引き上げ
た。単結晶２６の引き上げ方法に関しては、シリコン種
結晶２５の酸素濃度を除いては、実施例１の場合と同様
であり、ここでは、その説明を省略する。また、シリコ
ン種結晶２５の酸素濃度は、１１×１０17／ｃｍ3 とし
た。
及び表１に示した条件によって、単結晶２６を引き上げ
た。単結晶２６の引き上げ方法に関しては、シリコン種
結晶２５の酸素濃度を除いては、実施例１の場合と同様
であり、ここでは、その説明を省略する。また、シリコ
ン種結晶２５の酸素濃度は、１１×１０17／ｃｍ3 とし
た。
【００４７】上記比較例１に係る方法により、製造され
た単結晶２６のＤＦ率は、６／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の６本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶２６の落下数は０／１
０であり、単結晶２６の落下は発生しなかった。
た単結晶２６のＤＦ率は、６／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の６本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶２６の落下数は０／１
０であり、単結晶２６の落下は発生しなかった。
【００４８】＜比較例２＞ 比較例２では、図４（ｂ）及び図５に示した方法及び表
１に示した条件によって、直径１０ｍｍのネック４６ａ
を形成した後、単結晶４６を引き上げた。シリコン種結
晶４５の酸素濃度は、実施例２の場合と同様に、１６×
１０17／ｃｍ3とした。また、引き上げられる単結晶４
６の酸素濃度は、従来通り１１×１０17／ｃｍ3 とし
た。
１に示した条件によって、直径１０ｍｍのネック４６ａ
を形成した後、単結晶４６を引き上げた。シリコン種結
晶４５の酸素濃度は、実施例２の場合と同様に、１６×
１０17／ｃｍ3とした。また、引き上げられる単結晶４
６の酸素濃度は、従来通り１１×１０17／ｃｍ3 とし
た。
【００４９】まず、直径１２ｍｍのシリコン種結晶４５
を、溶融液３３直上まで降下させてシリコン種結晶４５
の予熱を行い、その後、シリコン種結晶４５を溶融液３
３の表面に着液させ、シリコン種結晶４５を溶融液３３
に馴染ませる。この後、約４ｍｍ／分の速さでヒータ３
２の温度を調節しながらシリコン種結晶４５を引き上げ
て、直径約１０ｍｍ、長さ約１００ｍｍのネック４６ａ
を形成する。次に０．３ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度で
シリコン種結晶４５を引き上げ、ヒータ３２の温度を調
節することにより、ネック４６ａの下端から下方１００
ｍｍの範囲に単結晶４６のショルダー４６ｂを形成し
て、直径が１２インチとなるまで成長させた。その後
０．５ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度で、直径１２インチ
のメインボディ４６ｃを、長さ１０００ｍｍとなるまで
成長させた。
を、溶融液３３直上まで降下させてシリコン種結晶４５
の予熱を行い、その後、シリコン種結晶４５を溶融液３
３の表面に着液させ、シリコン種結晶４５を溶融液３３
に馴染ませる。この後、約４ｍｍ／分の速さでヒータ３
２の温度を調節しながらシリコン種結晶４５を引き上げ
て、直径約１０ｍｍ、長さ約１００ｍｍのネック４６ａ
を形成する。次に０．３ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度で
シリコン種結晶４５を引き上げ、ヒータ３２の温度を調
節することにより、ネック４６ａの下端から下方１００
ｍｍの範囲に単結晶４６のショルダー４６ｂを形成し
て、直径が１２インチとなるまで成長させた。その後
０．５ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度で、直径１２インチ
のメインボディ４６ｃを、長さ１０００ｍｍとなるまで
成長させた。
【００５０】上記比較例２に係る方法により、製造され
た単結晶４６のＤＦ率は、０／１０であった。すなわ
ち、引き上げた単結晶４６全てに対して、転位の発生が
確認された。一方、単結晶４６の落下数は０／１０とな
り、単結晶４６の落下は発生しなかった。
た単結晶４６のＤＦ率は、０／１０であった。すなわ
ち、引き上げた単結晶４６全てに対して、転位の発生が
確認された。一方、単結晶４６の落下数は０／１０とな
り、単結晶４６の落下は発生しなかった。
【００５１】＜比較例３＞ 比較例３では、直径６ｍｍのネック４６ａを形成した
後、単結晶４６を引き上げた。その他の条件及び方法
は、比較例２の場合と同様に行った。
後、単結晶４６を引き上げた。その他の条件及び方法
は、比較例２の場合と同様に行った。
【００５２】上記比較例３に係る方法により、製造され
た単結晶４６のＤＦ率は、１／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の９本には、転位の発生が確認
された。また、単結晶１６の落下数は０／１０であり、
単結晶１６の落下は発生しなかった。
た単結晶４６のＤＦ率は、１／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の９本には、転位の発生が確認
された。また、単結晶１６の落下数は０／１０であり、
単結晶１６の落下は発生しなかった。
【００５３】＜比較例４＞ 比較例４では、直径約４ｍｍのネック４６ａを形成した
後、単結晶４６を引き上げた。その他の条件及び方法は
比較例２の場合と同様に行った。
後、単結晶４６を引き上げた。その他の条件及び方法は
比較例２の場合と同様に行った。
【００５４】上記比較例４に係る方法により、製造され
た単結晶４６のＤＦ率は、９／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の９本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶４６の落下数は８／１
０であり、１０本引き上げた内の８本は、引き上げ途中
で単結晶４６が落下した。
た単結晶４６のＤＦ率は、９／１０であった。すなわ
ち、１０本引き上げた内の９本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶４６の落下数は８／１
０であり、１０本引き上げた内の８本は、引き上げ途中
で単結晶４６が落下した。
【００５５】以上の結果から明らかなように、実施例１
〜３に係るシリコン種結晶１５によれば、酸素濃度がそ
れぞれ１３×１０17／ｃｍ3 、１６×１０17／ｃｍ3 、
１８×１０17／ｃｍ3 であり、いずれの場合も一般的な
酸素濃度（１１×１０17／ｃｍ3 ）よりも高く、これに
より、前記着液時に導入された転位がシリコン種結晶１
５の上部方向に伝播するのに要する応力レベルを、通常
よりも高くすることができた。すなわち、通常よりも高
い応力が働かない限り前記転位は伝播しないため、前記
着液時に転位が導入された部分（先端部１５ａ）を適度
な速度で溶融液に溶かし込むことにより、転位を伝播さ
せることなく、転位が導入された部分（先端部１５ａ）
を除去することができ、転位のないシリコン種結晶を基
にした単結晶の引き上げを可能とすることができた。こ
のため、引き上げた単結晶の無転位化率を高めることが
できた。
〜３に係るシリコン種結晶１５によれば、酸素濃度がそ
れぞれ１３×１０17／ｃｍ3 、１６×１０17／ｃｍ3 、
１８×１０17／ｃｍ3 であり、いずれの場合も一般的な
酸素濃度（１１×１０17／ｃｍ3 ）よりも高く、これに
より、前記着液時に導入された転位がシリコン種結晶１
５の上部方向に伝播するのに要する応力レベルを、通常
よりも高くすることができた。すなわち、通常よりも高
い応力が働かない限り前記転位は伝播しないため、前記
着液時に転位が導入された部分（先端部１５ａ）を適度
な速度で溶融液に溶かし込むことにより、転位を伝播さ
せることなく、転位が導入された部分（先端部１５ａ）
を除去することができ、転位のないシリコン種結晶を基
にした単結晶の引き上げを可能とすることができた。こ
のため、引き上げた単結晶の無転位化率を高めることが
できた。
【００５６】また、実施例１〜３に係る単結晶１６の引
き上げ方法によれば、上記ネッキング工程が不要となる
ことにより、細いネック３６ａ（図５）によって単結晶
１６を支持する必要性がなくなり、シリコン種結晶径
（１０ｍｍ）が、すなわち単結晶１６を支持するにあた
っての最細部径となり、大重量（３００ｋｇ）の単結晶
１６であっても、落下等の事故発生の心配もなく、安全
に引き上げることができた。
き上げ方法によれば、上記ネッキング工程が不要となる
ことにより、細いネック３６ａ（図５）によって単結晶
１６を支持する必要性がなくなり、シリコン種結晶径
（１０ｍｍ）が、すなわち単結晶１６を支持するにあた
っての最細部径となり、大重量（３００ｋｇ）の単結晶
１６であっても、落下等の事故発生の心配もなく、安全
に引き上げることができた。
【００５７】また、実施例４、５に係るシリコン種結晶
１５によれば、酸素濃度がそれぞれ１３×１０17／ｃｍ
3 、１６×１０17／ｃｍ3 であり、シリコン種結晶径
（ｌ）が６ｍｍあるため、３００ｋｇ程度の大重量の単
結晶１６を引き上げた場合であっても、シリコン種結晶
１５が十分な強度を有し、シリコン種結晶１５の破損に
よる単結晶１６の落下等の事故の心配が少なく、安全に
単結晶１６を引き上げることができた。また、シリコン
種結晶１５は、従来１２ｍｍ程度であったものを６ｍｍ
程度まで細くしたため、体積にして約１／４となり、シ
リコン種結晶１５に要する原料コストを削減することが
できた。
１５によれば、酸素濃度がそれぞれ１３×１０17／ｃｍ
3 、１６×１０17／ｃｍ3 であり、シリコン種結晶径
（ｌ）が６ｍｍあるため、３００ｋｇ程度の大重量の単
結晶１６を引き上げた場合であっても、シリコン種結晶
１５が十分な強度を有し、シリコン種結晶１５の破損に
よる単結晶１６の落下等の事故の心配が少なく、安全に
単結晶１６を引き上げることができた。また、シリコン
種結晶１５は、従来１２ｍｍ程度であったものを６ｍｍ
程度まで細くしたため、体積にして約１／４となり、シ
リコン種結晶１５に要する原料コストを削減することが
できた。
【００５８】また、実施例１〜５に係る単結晶１６の引
き上げ方法によれば、溶かし込むシリコン種結晶１５
（１５Ａ）の長さ（Ｌ）が６ｍｍ以上の２０ｍｍである
ため、転位が導入された部分をほとんど溶かし込むこと
ができ、残りを無転位部分のみからなるシリコン種結晶
１５（１５Ａ）とすることができた。また、前記無転位
部分のみからなるシリコン種結晶１５（１５Ａ）を用い
て単結晶１６（１６Ａ）を引き上げることにより、単結
晶１６（１６Ａ）の歩留まりを向上させることができ
た。
き上げ方法によれば、溶かし込むシリコン種結晶１５
（１５Ａ）の長さ（Ｌ）が６ｍｍ以上の２０ｍｍである
ため、転位が導入された部分をほとんど溶かし込むこと
ができ、残りを無転位部分のみからなるシリコン種結晶
１５（１５Ａ）とすることができた。また、前記無転位
部分のみからなるシリコン種結晶１５（１５Ａ）を用い
て単結晶１６（１６Ａ）を引き上げることにより、単結
晶１６（１６Ａ）の歩留まりを向上させることができ
た。
【００５９】一方、比較例１に係るシリコン種結晶２５
によれば、酸素濃度が１１×１０17／ｃｍ3 と従来程度
であるため、製品歩留まりにおいて、実施例１〜３には
及ばなかった。
によれば、酸素濃度が１１×１０17／ｃｍ3 と従来程度
であるため、製品歩留まりにおいて、実施例１〜３には
及ばなかった。
【００６０】また、比較例２に係る単結晶４６の引き上
げ方法によれば、シリコン種結晶４５の酸素濃度を実施
例２の場合と同様（１６×１０17／ｃｍ3 ）としたにも
かかわらず、引き上げられた単結晶４６全てにおいて転
位が発生した。これは、以下の理由によるものと考えら
れる。まず、シリコン種結晶４５が高酸素濃度（１６×
１０17／ｃｍ3 ）を有していても、転位が導入された先
端部１５ａを溶融させる工程がなく、前記先端部１５ａ
から直に、通常の酸素濃度（１１×１０17／ｃｍ3 ）を
有するネック４６ａを形成したため、シリコン種結晶４
５への前記転位の伝播は防げたとしても、ネック４６ａ
への前記転位の伝播は防ぐことができなかった。また、
ネック４６ａの直径が１０ｍｍと大きいため、この程度
の絞りでは、伝播した前記転位が抜け切れなかった。他
方、ネック４６ａの直径が１０ｍｍと大きいことから、
単結晶４６の落下は発生せず、安全な引き上げを行うこ
とができた。
げ方法によれば、シリコン種結晶４５の酸素濃度を実施
例２の場合と同様（１６×１０17／ｃｍ3 ）としたにも
かかわらず、引き上げられた単結晶４６全てにおいて転
位が発生した。これは、以下の理由によるものと考えら
れる。まず、シリコン種結晶４５が高酸素濃度（１６×
１０17／ｃｍ3 ）を有していても、転位が導入された先
端部１５ａを溶融させる工程がなく、前記先端部１５ａ
から直に、通常の酸素濃度（１１×１０17／ｃｍ3 ）を
有するネック４６ａを形成したため、シリコン種結晶４
５への前記転位の伝播は防げたとしても、ネック４６ａ
への前記転位の伝播は防ぐことができなかった。また、
ネック４６ａの直径が１０ｍｍと大きいため、この程度
の絞りでは、伝播した前記転位が抜け切れなかった。他
方、ネック４６ａの直径が１０ｍｍと大きいことから、
単結晶４６の落下は発生せず、安全な引き上げを行うこ
とができた。
【００６１】また、比較例３に係る単結晶４６の引き上
げ方法によれば、ネック４６ａの直径を６ｍｍまで絞っ
たため、比較例２の場合よりもややＤＦ率が向上した
が、以前として単結晶４６には高い確率で転位が発生
し、製品歩留まりは低かった。これは、ネック４６ａの
直径を６ｍｍとしても、この程度の絞りでは、伝播した
前記転位が抜け切れなかったためと考えられる。他方、
ネック４６ａの直径が６ｍｍ程度あるため、単結晶４６
の落下を生じることなく、安全な引き上げを行うことが
できた。
げ方法によれば、ネック４６ａの直径を６ｍｍまで絞っ
たため、比較例２の場合よりもややＤＦ率が向上した
が、以前として単結晶４６には高い確率で転位が発生
し、製品歩留まりは低かった。これは、ネック４６ａの
直径を６ｍｍとしても、この程度の絞りでは、伝播した
前記転位が抜け切れなかったためと考えられる。他方、
ネック４６ａの直径が６ｍｍ程度あるため、単結晶４６
の落下を生じることなく、安全な引き上げを行うことが
できた。
【００６２】また、比較例４に係る単結晶４６の引き上
げ方法によれば、ネック４６ａの直径を４ｍｍ程度まで
絞り込んだため、伝播した転位を抜くことができ、ＤＦ
率を大幅に向上させることができた。しかしながら４ｍ
ｍ程度の直径ではネック４６ａの強度が十分でなく、高
い確率で単結晶４６の落下が発生した。
げ方法によれば、ネック４６ａの直径を４ｍｍ程度まで
絞り込んだため、伝播した転位を抜くことができ、ＤＦ
率を大幅に向上させることができた。しかしながら４ｍ
ｍ程度の直径ではネック４６ａの強度が十分でなく、高
い確率で単結晶４６の落下が発生した。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係
る、単結晶引き上げ方法を工程順に示した、模式的部分
側面図である。
る、単結晶引き上げ方法を工程順に示した、模式的部分
側面図である。
【図２】実施の形態に係る単結晶引き上げ方法により、
単結晶を引き上げている状態を示した、模式的断面図で
ある。
単結晶を引き上げている状態を示した、模式的断面図で
ある。
【図３】シリコン種結晶に作用する応力と、前記シリコ
ン種結晶に存在する転位が応力によって伝播する速度と
の関係を示したグラフである。
ン種結晶に存在する転位が応力によって伝播する速度と
の関係を示したグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、実施例、比較例１及び比較
例２に係る、シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用
いた単結晶引き上げ方法を説明するために示した、模式
的な部分拡大側面図である。
例２に係る、シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用
いた単結晶引き上げ方法を説明するために示した、模式
的な部分拡大側面図である。
【図５】ＣＺ法で使用される、単結晶引き上げ装置の要
部を示した、模式的断面図である。
部を示した、模式的断面図である。
１５、２５、３５、４５ （単結晶引き上げ用）シリコ
ン種結晶 １５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａ （シリコン種結晶
の）先端部 １６、２６、３６、４６ 単結晶
ン種結晶 １５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａ （シリコン種結晶
の）先端部 １６、２６、３６、４６ 単結晶
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00
Claims (4)
- 【請求項１】 酸素濃度が１３〜１８×１０17／ｃｍ3
の範囲にあることを特徴とする単結晶引き上げ用シリコ
ン種結晶。 - 【請求項２】 シリコン種結晶径が６ｍｍ以上あること
を特徴とする請求項１記載の単結晶引き上げ用シリコン
種結晶。 - 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかの項に記載の
シリコン種結晶を用い、該シリコン種結晶の先端部分を
溶融液に浸漬して溶かし込んだ後、ネックを形成せずに
単結晶を引き上げることを特徴とする単結晶引き上げ方
法。 - 【請求項４】 溶かし込むシリコン種結晶長さを６ｍｍ
以上とすることを特徴とする請求項３記載の単結晶引き
上げ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05564996A JP3235450B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 単結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05564996A JP3235450B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 単結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09249495A JPH09249495A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3235450B2 true JP3235450B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=13004683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05564996A Expired - Fee Related JP3235450B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 単結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235450B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW538445B (en) | 1998-04-07 | 2003-06-21 | Shinetsu Handotai Kk | Silicon seed crystal and method for producing silicon single crystal |
| JP5239265B2 (ja) * | 2007-09-07 | 2013-07-17 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコン単結晶引上げ用種結晶及び該種結晶を使用したシリコン単結晶の製造方法 |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP05564996A patent/JP3235450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09249495A (ja) | 1997-09-22 |
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