JP5136278B2 - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、シリコン単結晶引上げ装置のチャンバ内に設置された石英ルツボにシリコン原料を溶解してシリコン融液を貯留し、前記石英ルツボに貯留したシリコン融液から棒状のシリコン単結晶を引上げるシリコン単結晶を製造する方法に関する。
図4に示すように、先ず、引上げ装置10のチャンバ11内に設置された石英ルツボ12内部の底部に、上記シリコンブロックを配置して原料となるシリコン原料を充填させ、ヒータ18によりこのシリコン原料を加熱、溶解してシリコン融液13にする。シリコン融液の温度は1400〜1500℃が好ましい。また、シリコン原料の溶解時のチャンバ11内の圧力は、好ましくは5〜150mbarである。下限値未満では、真空排除能力の理由から好ましくなく、上限値を越えると炭素濃度が高くなるため好ましくない。シリコンブロックを配置することにより、シリコン原料の充填から溶解までの間に石英ルツボ12内部の底部に生じる傷を低減させることができる。シリコン原料としては高純度のシリコン多結晶体が挙げられる。またシリコン多結晶体とともに必要に応じてドーパント不純物を石英ルツボ12内に投入しても良い。
<実施例1>
先ず、引上げ装置のチャンバ内に設置された直径600mmの石英ルツボ内部の底部に、シリコンブロックを配置して原料となるシリコン原料150kgを充填させ、ヒータによりシリコン原料を加熱、溶解してシリコン融液とした。同時にシリコンブロックも完全に溶解した。このときのチャンバ内の圧力は40mbarとした。また、配置したシリコンブロックには、直径が200mm、厚さが10mmであり、底面が石英ルツボの底面に沿った形状を有する多結晶のシリコンブロックを用いた。
次に、炉内圧力を40mbarに設定して、直径200mmのシリコン単結晶を引上げて製造した。同一条件で計300本のシリコン単結晶を製造した。
配置したシリコンブロックに、直径が200mm、厚さが10mmの円盤状のシリコンブロックを用いたこと以外は実施例1と同様に、シリコン単結晶を製造した。同一条件で計300本のシリコン単結晶を製造した。
石英ルツボ内部の底部にシリコンブロックを配置しなかったこと以外は、実施例1と同様に、シリコン単結晶を製造した。同一条件で計399本のシリコン単結晶を製造した。
実施例1、参考例1及び比較例1で製造したシリコン単結晶について、有転位化率及びピンホール発生率を評価した。その結果を以下の表1に示す。具体的には、有転位化率については、シリコン単結晶側面に存在する晶壁線がボトムまである場合は、ボトム位置からスライスして得られた厚さ1mmのシリコンウェーハ1枚について、選択エッチング法にて転位起因のピットが観察されるか検査する。転位ピットがある場合有転位化していると判断し、さらに上方(トップ)側からスライスして得られた厚さ1mmのシリコンウェーハについて、選択エッチング法にて転位ピットがあるかどうか検査して、転位ピットの無くなる位置、つまり有転位化していない位置を求める。有転位化率は有転位した位置以降の結晶重量を石英ルツボに充填させた重量で割った値と定義した。
13 シリコン融液
15 シリコン単結晶
32 シリコンブロック
Claims (1)
- シリコン単結晶引上げ装置のチャンバ内に設置された石英ルツボにシリコン原料を溶解してシリコン融液を貯留し、前記石英ルツボに貯留したシリコン融液から棒状のシリコン単結晶を引上げるシリコン単結晶を製造する方法において、
単一の又は2以上の複数から構成され、底面が前記石英ルツボの底面に沿った形状を有し、直径が前記引上げるシリコン単結晶の0.8〜1.5倍であり、かつ前記石英ルツボの内壁の直径より小さく、厚さが10〜50mmの単結晶又は多結晶のシリコンブロックを、前記シリコン原料を充填する前に、前記石英ルツボ内部の底部に配置し、前記シリコン単結晶を引上げる際に前記シリコンブロックを完全に溶解させることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
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