JP5074826B2 - ドーパントの注入方法、及びドーピング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドーパントの注入方法、及びドーピング装置に関する。

ＣＺ法による単結晶育成工程においては、赤リン、砒素等の主ドーパントの他に副ドーパントとしてゲルマニウム（Ｇｅ）注入する方法が知られている。
このＧｅは、常温では固体物であるため、従来は、坩堝内の半導体融液中に直接投下する方法が採用されていた。
しかし、このように直接固体物を投下する場合、投下により半導体融液が飛散し、チャンバや炉内に付着したものが引き上げ中に落下し、単結晶化を阻害するという問題がある。また、固体物が半導体融液中に投下される際、Ｇｅの投下により気体が巻き込まれ、それがピンホールとなって単結晶の歩留まりを悪化させるという問題がある。

このため、特許文献１では、側壁部及び上部が密閉され、下部に格子状の網が形成された低融点ドーパント注入管にＧe等の低融点ドーパントを装填し、これを半導体融液内に浸けこむと、低融点ドーパントが半導体融液の熱で溶融し、半導体融液内部に溶け込ませるという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１３７１４０号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、ドーパント注入管の上部及び側壁部が密閉され、ドーパント注入管の内部のガスの逃げ道がないので、注入管を浸け込んだ際、坩堝内の半導体融液を噴出させてしまう可能性がある。
また、同様に、注入管の上部及び側壁部が密閉されているため、注入管の引き上げ時に内部に半導体融液が吸い込まれ、半導体融液が固化し、注入管に割れが生じる可能性があるという問題がある。

本発明の目的は、半導体融液中にＧｅをドープするドーパントの注入方法において、半導体融液の飛散をなくすことができ、かつ引き上げ装置内部の汚染を防止することのできるドーパントの注入方法及びドーピング装置を提供することにある。

本発明に係るドーパントの注入方法は、
半導体融液中にゲルマニウム（Ｇｅ）をドープするドーパントの注入方法であって、
常温で固体状のＧｅを保持するとともに、前記半導体融液表面近傍で液化させ、液化したＧｅを下方に流す連通孔が形成されたドーパント保持部と、このドーパント保持部に保持されたＧｅを覆う被覆部と、前記被覆部に形成され、外部との通気を行う通気孔と、前記ドーパント保持部の下部に設けられ、前記連通孔から流れ出した液化したＧｅを前記半導体融液表面に導く導管と、前記導管の側面に形成され、外気との通気を行う通気孔とを備えたドーピング装置に、固体状のＧｅを装填する工程と、
前記ドーピング装置を前記半導体融液表面から所定の高さに保持し、装填された固体状のＧｅを液化させる工程と、
前記連通孔より前記半導体融液中に液化したＧｅをドーピングする工程とを実施し、かつ、前記Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅをドーピングする工程の少なくともいずれかで前記導管を前記半導体融液に浸け込むことを特徴とする。

ここで、ドーパント保持部によりＧｅを所定の位置に保持する高さ寸法としては、Ｇｅの融点近傍となるような高さ寸法にするのが望ましく、例えば、半導体融液の温度が１４１２℃の場合、Ｇｅの融点９５８．８℃になるような高さ位置とするのが好ましい。
この発明によれば、Ｇｅをドーピング装置に装填し、このドーピング装置内で半導体融液の熱によりＧｅを液化させた後、連通孔から半導体融液中に液化したＧｅをドーピングしている。この際、ドーピング装置の被覆部に外部との通気を行う通気孔が形成されているため、被覆部で囲まれた内部の空間と外部の空間の圧力が調整され、液化したＧｅが滞留することを防止して、液化したＧｅを連通孔から速やかに半導体融液中にドーピングすることができる。また、通気孔によりドーパント保持部のＧｅを覆う被覆部内部の空間が密閉されないので、滴下後に半導体融液がドーピング装置内部に吸い込まれ、ドーピング装置に割れが生じることもない。

以上において、Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅをドーピングする工程の少なくともいずれかで前記連通孔を前記半導体融液に浸け込むのが好ましい。
この発明によれば、Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅをドーピングする工程の少なくともいずれかで連通孔を半導体融液に浸け込むことにより、固体状のＧｅ等を直接半導体融液に投入した場合のように、半導体融液が飛散することがなく、引き上げ装置内部を汚染することもない。

本発明では、
前記ドーパント装置は、前記ドーパント保持部の下部に設けられ、前記連通孔から流れ出した液化したＧｅを前記半導体融液表面に導く導管を備えている場合、
前記Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅをドーピングする工程の少なくともいずれかで前記導管を前記半導体融液に浸け込むのが好ましい。
この発明によれば、Ｇｅを液化させる際、導管を浸け込んでおくことにより、連通孔を半導体融液中に浸け込む際に液化したＧｅがシリコン融液に落下した際に液ハネが発生することがなく、炉内を汚染することがない。

また、本発明に係るドーパントの注入方法は、
半導体融液中にゲルマニウム（Ｇｅ）をドープするドーパントの注入方法であって、
常温で固体状のＧｅを保持するとともに、前記半導体融液表面近傍で液化させ、液化したＧｅを下方に流す長孔状の連通孔が形成されたドーパント保持部と、このドーパント保持部に保持されたＧｅを覆う被覆部と、前記被覆部に形成され、外部との通気を行う通気孔と、前記ドーパント保持部の下部に設けられ、前記連通孔から流れ出した液化したＧｅを前記半導体融液表面に導く導管と、前記導管の側面に形成され、外気との通気を行う通気孔とを備えたドーピング装置に、固体状のＧｅを装填する工程と、
前記ドーピング装置を前記半導体融液表面から所定の高さに保持し、装填された固体状のＧｅを液化させる工程と、
前記連通孔より前記導管を介して前記半導体融液中に液化したＧｅをドーピングする工程とを実施し、かつ、前記Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅを前記半導体融液にドーピングする工程の少なくともいずれかで前記導管を前記半導体融液に浸け込むことを特徴とする。

ここで、Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅをドーピングする工程の少なくともいずれかの工程で導管を半導体融液に浸け込むのが好ましく、さらに、いずれの工程でも導管を浸け込んでおくのがより好ましい。
この発明によれば、Ｇｅをドーピング装置に装填し、このドーピング装置内で半導体融液の熱によりＧｅを液化させた後、液化したＧｅを、導管を介して半導体融液に導いているので、固体のＧｅ等を直接半導体融液に投入した場合のように、半導体融液が飛散することがなく、引き上げ装置内部での単結晶化が悪くなることもない。また、半導体融液にはドーピング装置の下端しか浸け込まないので、半導体融液中に不純物の混入する可能性をより防止することができる。

また、連通孔を長孔状とすることにより、表面張力等の影響により液化したＧｅをドーパント保持部に滞留させることなく、速やかに半導体融液に導くことができる。
さらに、Ｇｅを液化させる工程、及び、液化したＧｅをドーピングする工程のいずれでも導管を浸け込んでおくことにより、Ｇｅの液化を促進することができる上、導管により液化したＧｅが半導体融液に落下しても、液ハネによる炉内汚染を防止できるため、ドーパントの注入手順を簡略化できる。

以上において、前記ドーピング装置には、前記被覆部に外部との通気を行う通気孔が形成されているのが好ましい。
この発明によれば、ドーパント保持部のＧｅを覆う被覆部内部の空間が密閉されないので、液化したＧｅが被覆部内部の空間の減圧状態によって滴下しにくくなったり、滴下後に半導体融液がドーピング装置内部に吸い込まれ、ドーピング装置に割れが生じることもない。

本発明に係るドーピング装置は、
常温で固体状のＧｅを保持するとともに、前記半導体融液表面近傍で液化させ、液化したＧｅを下方に流す連通孔が形成されたドーパント保持部と、このドーパント保持部に保持されたＧｅを覆う被覆部と、前記被覆部に形成され、外部との通気を行う通気孔と、前記ドーパント保持部の下部に設けられ、前記連通孔から流れ出した液化したＧｅを前記半導体融液表面に導く導管と、前記導管の側面に形成され、外気との通気を行う通気孔とを備え、
前記連通孔は、長孔状に形成されていることを特徴とする。
このようなドーピング装置であれば、前述したドーパントの注入方法に係る発明に好適に用いることができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
〔１〕全体構成
図１には、本発明の第１実施形態に係る引き上げ装置１が示されている。
引き上げ装置１は、引き上げ装置本体２と、ドーピング装置３とを有する。
引き上げ装置本体２は、チャンバ２０と、このチャンバ２０内に配置された坩堝２１と、この坩堝２１に熱を放射して加熱する加熱部２２と、引き上げ部２３と、シールド２４と、断熱筒２５とを備える。

チャンバ２０内には上方から下方に向かって不活性ガス、例えば、アルゴンガスが導入される。また、チャンバ２０内の圧力は制御可能となっている。ドーピングを行なう際には、チャンバ２０内の圧力を、５３３２Ｐａ以上、７９９８０Ｐａ以下とする。
坩堝２１は、半導体ウェハの原料である多結晶のシリコンを融解し、シリコンの融液とするものである。坩堝２１は、有底の円筒形状の石英製の第一坩堝２１１と、この第一坩堝２１１の外側に配置され、第一坩堝２１１を収納する黒鉛製の第二坩堝２１２とを備えている。坩堝２１は、所定の速度で回転する支持軸２６に支持されている。

加熱部２２は、坩堝２１の外側に配置されており、坩堝２１を加熱して、坩堝２１内のシリコンを融解する。
引き上げ部２３は、坩堝２１上部に配置されており、種子結晶又はドーピング装置３が取り付けられる。引き上げ部２３は回転可能に構成されている。
断熱筒２５は、坩堝２１及び加熱部２２の周囲を取り囲むように配置されている。
シールド２４は、加熱部２２からドーピング装置３に向かって放射される輻射熱を遮断する熱遮蔽用シールドである。このシールド２４は、ドーピング装置３の周囲を取り巻くように配置されており、融液の表面を覆うように設置されている。このシールド２４は、下端側の開口部が上端側の開口部より小さくなった円錐形状となっている。

〔２〕ドーピング装置３の構造
ドーピング装置３は、坩堝２１内で融解したシリコン融液中に、固体状のゲルマニウム（Ｇｅ）を液化させて注入するものであり、図２に示されるように、被覆部３１、ドーパント保持部３２、導管３３及び支持部３４を備えて構成され、支持部３４の上端が装置本体２の引き上げ部２３に取り付けられる（図１参照）。
被覆部３１は、装置本体２内でドーパントの注入を行う際に、内部に収容されたドーパントを保護する部分であり、両端が開口された円筒状体からなる胴部３１１と、この胴部３１１の上端面を塞ぐ蓋部３１２とを備えている。
蓋部３１２は、ドーパントを内部に収納するために、胴部３１１と着脱可能に構成され、その上面には、支持部３４が突設されている。
また、胴部３１１の側面には、被覆部３１の内外を連通させる孔３１３が形成されている。

ドーパント保持部３２は、被覆部３１内に収容されたＧｅドーパントを保持する部分であり、被覆部３１の胴部３１１の下端面を塞ぐ円錐状に構成され、円錐状の底部中央に円形の連通孔３２１が形成された漏斗である。
連通孔３２１は、固体状のＧｅドーパントが脱落しないように、Ｇｅドーパントの粒径よりも小さな孔径に設定されるが、この連通孔３２１の孔径が小さすぎると、液化したＧｅドーパントの表面張力により、Ｇｅドーパントをを完全に坩堝２１内に投入できないことがある。
導管３３は、ドーパント保持部３２上のＧｅドーパントが液化した際、外部に飛散させずに、シリコン融液に導く部分であり、被覆部３１の径よりも小さな円筒状体から構成され、その上端は、ドーパント保持部３２の円錐外周面に接合されている。
このようなドーピング装置３を構成する被覆部３１、ドーパント保持部３２、及び導管３３は、すべて透明石英で構成され、各部を互いに熱等で接合することにより組み立てられる。

〔３〕引き上げ装置１によるＧｅドーパントの注入方法
次に、前述した構造の引き上げ装置１によってシリコン融液Ｓ中にＧｅドーパントＤをドープする方法について説明する。
まず、被覆部３１の蓋部３１２を取り外し、内部に固体状のＧｅドーパントＤを装填する。この状態でＧｅドーパントＤは、ドーパント保持部３２で引っ掛かり保持される。
次に、蓋部３１２を胴部３１１に取り付けた後、ドーピング装置３を装置本体２の引き上げ部２３に取り付ける。

そして、装置本体２の引き上げ部２３の上下位置を調整して、図３（Ａ）に示されるように、ドーピング装置３の導管３３の下端をシリコン融液Ｓに浸け込んで、ＧｅドーパントＤがシリコン融液Ｓの液面から所定の高さ寸法Ｈとなるようにする。
高さ寸法Ｈは、シリコン融液Ｓの熱でＧｅドーパントを液化させるために、Ｇｅの融点近傍となる高さ寸法とするのが好ましく、固体状のＧｅドーパントがその融点９５８．８℃程度になるような位置とするのが好ましい。
ＧｅドーパントＤが略液化したが、表面張力の関係で導管３３内を流下しない場合、図３（Ｂ）に示されるように、ドーピング装置３をさらに下降させ、ドーパント保持部３２の連通孔３２１をシリコン融液Ｓの液面に浸け込み、液化したＧｅドーパントＤをシリコン融液Ｓ中に拡散させる。尚、ＧｅドーパントＤが連通孔３２１から適切に導管３３を介して流下するのであれば、浸け込みを行う必要は必ずしもない。
ＧeドーパントＤの注入が終了したら、主ドーパントである赤燐（Ｐ）や砒素（Ａｓ）によるシリコン融液Ｓのドープを行う。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分等については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述の第１実施形態では、ドーピング装置３によってＧeドーパントを液化させてシリコン融液Ｓ中に注入した後、赤燐、砒素の主ドーパントのドーピングを行っていた。
これに対して、第２実施形態では、図４に示されるように、主ドーパントである赤燐、砒素等の常温では固体だが、シリコンの融点近傍で気化するドーパントＤ１と、副ドーパントであるＧｅドーパントＤ２を、同時にシリコン融液中に注入することのできるドーピング装置４を用いている点が相違する。

〔１〕ドーピング装置４の構造
ドーピング装置４は、図５に示されるように、主ドーパント収容部４１、副ドーパント収容部４２、案内部４３、及び支持部４４を備えて構成され、主ドーパント収容部４１の下に副ドーパント収容部４２が取り付けられ、主ドーパント収容部４１及び副ドーパント収容部４２の外側を覆うように案内部４３が設けられ、案内部４３の上面に支持部４４が設けられ、支持部４４の上端が引き上げ装置１の引き上げ部２３に取り付けられる（図４
参照）。

主ドーパント収容部４１は、主ドーパントＤ１を収容する部分であり、有底の円筒状体から構成されている。
より詳細に説明すると、図６に示されるように、主ドーパント収容部４１は、円筒状の胴部４１１と、この胴部４１１の下端面を塞ぐ底部４１２と、胴部４１１の上端面に設けられる蓋部４１３とを備えて構成される。
胴部４１１の上部近傍の外周面には、複数の突起４１４が突出して設けられている。
底部４１２は、胴部４１１の下端面を塞ぎ、収容された主ドーパントＤ１を支持する部分である。この底部４１２の下面周縁には、鉤状の爪４１２Ａが複数下方に突出して設けられている。
蓋部４１３は、胴部４１１の上端面を塞ぐように設けられるが、略中央には、主ドーパントＤ１が気化した際、ドーパントガスを下方に導くための開口部４１３Ａが形成されている。

副ドーパント収容部４２は、図７に示されるように、主ドーパント収容部４１の胴部４１１よりも径の小さな筒状体４２１と、この筒状体４２１の内部中間部分に設けられるドーパント保持部４２２とを備えて構成される。筒状体４２１は、ドーパント保持部４２２から下側が導管とされ、上側がＧｅドーパントＤ２が収納される被覆部とされる。
筒状体４２１は、上下に開口された円筒状体として構成され、この筒状体４２１の外周面上端には、複数の突起４２１Ａが突出して設けられている。また、この筒状体４２１のドーパント保持部４２２で区画される下側の部分には、筒状体４２１の内外を貫通する孔４２１Ｂが１箇所形成されている。

ドーパント保持部４２２は、２枚の板状体を谷状に組合せた構成を有し、２枚の板状体のなす角は、例えば、略９０度とされる。このドーパント保持部４２２の板状体の下端部分には、隙間が設けられ、この隙間が連通孔４２２Ａとなる。
連通孔４２２Ａは、筒状体４２１の円筒の直径方向に沿って延びる長孔状に形成されている。尚、この連通孔４２２Ａの幅寸法は、収容されるＧｅドーパントＤ２の粒径よりも小さく設定され、例えば、略３mm程度の幅寸法に設定されている。尚、この連通孔４２２Ａの幅寸法が小さすぎると、液化したＧｅドーパントの表面張力により、Ｇｅドーパントを完全に坩堝２１内に投入できないことがある。

案内部４３は、引き上げ装置１内で上方から下方に流れる不活性ガスが主ドーパント収容部４１に直接吹き付けられることを防止するとともに、主ドーパントＤ１から気化したドーパントガスをシリコン融液Ｓに導くために設けられ、胴部４３１、蓋部４３２とを備えて構成される。
胴部４３１は、主ドーパント収容部４１及び副ドーパント収容部４２を囲む大径の円筒状体として構成され、胴部４３１の上端内面には、係止突起４３３が複数突出して設けられている。
蓋部４３２は、胴部４３１の上面を塞ぐ円板状体から構成され、その外周縁は、胴部４３１の外周面より突出している。また、この蓋部４３２の上面略中心には、前述した支持部４４が突設されている。

このような構造のドーピング装置４を構成する主ドーパント収容部４１、副ドーパント収容部４２、案内部４３は、基本的には、石英部材で構成されるが、主ドーパント収容部４１の複数の突起４１４、及び、案内部４３の係止突起４３３は、石英部材で形成してもよいが、石英部材同士の接触面で欠け等が発生することがあるため、カーボン等で形成してもよい。
一方、主ドーパント収容部４１の爪４１２Ａ、副ドーパント収容部４２の突起４２１Ａは、突起４１４及び係止突起４３３の係合部分に対して、下方に位置し、高温となるため、石英部材で形成するのが好ましい。

〔２〕ドーピング装置４の組立方法
このようなドーピング装置４を組み立てるに際しては、図５に示されるように、まず、案内部４３の係止突起４３３に主ドーパント収容部４１の突起４１４を引っ掛け、さらに、主ドーパント収容部４１の下面の爪４１２Ａに副ドーパント収容部４２の突起４２１Ａを引っ掛け、副ドーパント収容部４２を主ドーパント収容部４１に吊り下げるような状態で組み立てる。

この際、図６に示されるように、主ドーパント収容部４１の爪４１２Ａが設けられていない部分に、図７に示されるように、副ドーパント収容部４２の突起４２１Ａを挿入し、その後、副ドーパント収容部４２を回転させて爪４１２Ａに突起４２１Ａを引っ掛けることができる。
また、このように主ドーパント収容部４１に副ドーパント収容部４２が吊り下げられた状態では、底部４１２の下面と、筒状体４２１の上端面との間に僅かな隙間が形成され、副ドーパント収容部４２の被覆部に相当する部分の内外間の通気が確保されることとなる。

〔３〕ドーピング装置４によるドーパント注入方法
次に、前述した構造の引き上げ装置１によってシリコン融液Ｓ中に主ドーパントＤ１及び副ドーパントＤ２をドープする方法について、図８を参照して説明する。
まず、案内部４３を引き上げ装置１の引き上げ部２３に取り付けた後、主ドーパント収容部４１内に主ドーパントＤ１を装填し、案内部４３に主ドーパント収容部４１を装着する。
次に、副ドーパント収容部４２に副ドーパントＤ２を装填し、主ドーパント収容部４１の下部に副ドーパント収容部４２を吊り下げる。
ドーピング装置４の組立が終了したら、装置本体２の引き上げ部２３を降下させ、副ドーパント収容部４２の筒状体４２１の下端をシリコン融液Ｓに浸け込む。尚、案内部４３の胴部４３１の下端は浸け込まなくても浸け込んでもよい。

この際の主ドーパントＤ１の融液面から高さ寸法Ｈ１は、主ドーパントＤ１の気化を促す高さ寸法とするのが好ましく、例えば、赤燐の場合であれば略４００mm程度とするのが好ましい。
一方、副ドーパントＤ２の融液面からの高さ寸法Ｈ２は、副ドーパントＤ２の液化が促進される高さ寸法とするのが好ましく、例えば、略１０〜２０mm程度とするのが好ましい。

ドーピング装置４を上記の位置で保持すると、シリコン融液Ｓの熱によって主ドーパントＤ１が気化してドーパントガスが主ドーパント収容部４１の内部に生成し、蓋部４１３の開口部４１３Ａから外部に放出される。放出されたドーパントガスは、案内部４３の蓋部４３２で反射して、胴部４３１に沿って下方に案内され、シリコン融液Ｓに吹き付けられ、シリコン融液Ｓ内に拡散される。
一方、副ドーパントＤ２は、シリコン融液Ｓの熱によって液化し、ドーパント保持部４２２の連通孔４２２Ａから筒状体４２１の内面を経由して、シリコン融液Ｓ内に拡散される。

〔４〕効果の確認
前述した手順によってシリコン融液Ｓに副ドーパントＤ２及び主ドーパントＤ１である赤燐（Ｐｈｏｓ）の同時ドープを行い、その後、ドープされたシリコン融液Ｓの引き上げを行ってインゴットを得た。
この際、シリコンのチャージ量２３kgに対して、赤燐のドープ量は１５０ｇ、Ｇｅのドープ量は１５０ｇであった。

引き上げられたインゴットのトップ部分のリン濃度が狙い値に対してどのような値となっているかを確認したところ、図９に示されるような分布であり、狙い値に対して大きなバラツキは認められなかった。
一方、引き上げられたインゴットのトップ部分のＧｅ濃度が狙い値に対してどのような値となっているかを確認したところ、図１０に示されるような分布であり、狙い値に対して極めてバラツキの少ないものであった。
これらの結果より、本実施形態のドーピング装置４によって、赤燐（Ｐｈｏｓ）及びＧｅを同時にドーピングすることを確認することができ、狙い抵抗率に対して大きなバラツキを生じることなくドーピングできることが確認された。

〔実施形態の変形〕
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
前述した実施形態では、赤燐、砒素等の副ドーパントとしてＧｅを採用していたが、例えば、硼素（Ｂ：ボロン）を主ドーパントとして副ドーパントとしてＧｅを採用する場合、シリコン素材と共にボロンを坩堝内に投入し、溶解させた後、Ｇｅを前述した方法で注入すればよい。

また、前記第２実施形態では、同時期に２種類のドーパントの投入を行うドーピング装置４に連通孔４２２Ａが長孔状のドーパント保持部４２２を備えた副ドーパント収容部４２を採用していたが、これに限らない。
すなわち、副ドーパント収容部４２をＧｅドープ用に単独で使用してもよい。尚、その際には、副ドーパント収容部４２の上端面は蓋部材等で閉塞してドーピングを行うのが好ましい。

さらに、前記第１実施形態では、導管３３を備えたドーピング装置３を用いて、ＧｅドーパントＤをドーピングしていたが、本発明はこれに限られない。
すなわち、図１１に示されるように、導管を有しないドーピング装置５を用いて、ＧｅドーパントＤをドーピングしてもよい。この場合、図１１（Ａ）に示されるように、第１実施形態と同様にシリコン融液Ｓの液面から所定高さＨの高さで一定時間保持してＧｅドーパントＤを液化させ、ＧｅドーパントＤが略液化されたら、連通孔３２１をシリコン融液Ｓに浸け込む。これにより、液化したＧｅドーパントＤがシリコン融液Ｓに滴下することがないので、液ハネ等による引き上げ装置内部の汚染を防止できる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び手順等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

本発明の第１実施形態に係る引き上げ装置の構造を示す模式断面図。 前記実施形態におけるドーピング装置の構造を表す図。 前記実施形態におけるドーピング装置によるドーピング方法を説明するための模式図。 本発明の第２実施形態に係る引き上げ装置の構造を示す模式断面図。 前記実施形態におけるドーピング装置の構造を表す図。 前記実施形態におけるドーピング装置を構成する主ドーパント収容部の構造を表す図。 前記実施形態におけるドーピング装置を構成する副ドーパント収容部の構造を表す図。 前記実施形態におけるドーピング装置によるドーピング方法を説明するための模式図。 前記実施形態における効果を説明するためのグラフ。 前記実施形態における効果を説明するためのグラフ。 前記実施形態の変形となるドーピング装置によるドーピング方法を説明するための模式図。

符号の説明

１…引き上げ装置、２…装置本体、３、４、５…ドーピング装置、２０…チャンバ、２１…坩堝、２２…加熱部、２３…引き上げ部、２４…シールド、２５…断熱筒、２６…支持軸、３１…被覆部、３２…ドーパント保持部、３３…導管、３４…支持部、４１…主ドーパント収容部、４２…副ドーパント収容部、４３…案内部、４４…支持部、２１１…第一坩堝、２１２…第二坩堝、３１１…胴部、３１２…蓋部、３１３…孔、３２１…連通孔、４１１…胴部、４１２…底部、４１２Ａ…爪、４１３…蓋部、４１３Ａ…開口部、４１４…突起、４２１…筒状体、４２１Ａ…突起、４２１Ｂ…孔、４２２…ドーパント保持部、４２２Ａ…連通孔、４３１…胴部、４３２…蓋部、４３３…係止突起、Ｄ…Ｇeドーパント、、Ｄ１…主ドーパント、Ｄ２…副ドーパント、Ｈ…高さ寸法、Ｈ１…高さ寸法、Ｈ２…高さ寸法、Ｓ…シリコン融液

Claims (4)

1. 半導体融液中にゲルマニウム（Ｇｅ）をドープするドーパントの注入方法であって、
   常温で固体状のＧｅを保持するとともに、前記半導体融液表面近傍で液化させ、液化したＧｅを下方に流す連通孔が形成されたドーパント保持部と、このドーパント保持部に保持されたＧｅを覆う被覆部と、前記被覆部に形成され、外部との通気を行う通気孔と、前記ドーパント保持部の下部に設けられ、前記連通孔から流れ出した液化したＧｅを前記半導体融液表面に導く導管と、前記導管の側面に形成され、外気との通気を行う通気孔とを備えたドーピング装置に、固体状のＧｅを装填する工程と、
   前記ドーピング装置を前記半導体融液表面から所定の高さに保持し、装填された固体状のＧｅを液化させる工程と、
   前記連通孔より前記半導体融液中に液化したＧｅをドーピングする工程とを実施し、かつ、前記Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅをドーピングする工程の少なくともいずれかで前記導管を前記半導体融液に浸け込むことを特徴とするドーパントの注入方法。
2. 請求項１に記載のドーパントの注入方法において、
   前記Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅをドーピングする工程の少なくともいずれかで前記連通孔を前記半導体融液に浸け込むことを特徴とするドーパントの注入方法。
3. 半導体融液中にゲルマニウム（Ｇｅ）をドープするドーパントの注入方法であって、
   常温で固体状のＧｅを保持するとともに、前記半導体融液表面近傍で液化させ、液化したＧｅを下方に流す長孔状の連通孔が形成されたドーパント保持部と、このドーパント保持部に保持されたＧｅを覆う被覆部と、前記被覆部に形成され、外部との通気を行う通気孔と、前記ドーパント保持部の下部に設けられ、前記連通孔から流れ出した液化したＧｅを前記半導体融液表面に導く導管と、前記導管の側面に形成され、外気との通気を行う通気孔とを備えたドーピング装置に、固体状のＧｅを装填する工程と、
   前記ドーピング装置を前記半導体融液表面から所定の高さに保持し、装填された固体状のＧｅを液化させる工程と、
   前記連通孔より前記導管を介して前記半導体融液中に液化したＧｅをドーピングする工程とを実施し、かつ、前記Ｇｅを液化させる工程、及び、前記液化したＧｅを前記半導体融液にドーピングする工程の少なくともいずれかで前記導管を前記半導体融液に浸け込むことを特徴とするドーパントの注入方法。
4. 半導体融液中にゲルマニウム（Ｇｅ）をドープするドーピング装置であって、
   常温で固体状のＧｅを保持するとともに、前記半導体融液表面近傍で液化させ、液化したＧｅを下方に流す連通孔が形成されたドーパント保持部と、このドーパント保持部に保持されたＧｅを覆う被覆部と、前記被覆部に形成され、外部との通気を行う通気孔と、前記ドーパント保持部の下部に設けられ、前記連通孔から流れ出した液化したＧｅを前記半導体融液表面に導く導管と、前記導管の側面に形成され、外気との通気を行う通気孔とを備え、
   前記連通孔は、長孔状に形成されていることを特徴とするドーピング装置。

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