JP7398460B2 - 固体ドーパントを昇華させるための多孔質の仕切り部材を備えたドーピング導管を含むインゴット引上げ装置 - Google Patents
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Description
単結晶シリコンインゴットを、異なる量のリンのドーピング(ライトドーピング、ミディアムドーピング、ヘビードーピング)で準備した。シリコン融液は、その中に仕切り部材を有するドーパント導管を有する図1のドーパント供給システムによって、インゴット成長前にドーピングされた。ドーパント導管の出口は、融液の表面から上方に約5mmの位置にあった。多数のインゴットのシード端の抵抗率の分布のボックスプロットを図4に示す。図4に示すように、3つのドーパント量すべてについて、シード端の抵抗率の分布は比較的狭く、ここに記載のドーパント供給システムの使用によるドーピングの良好な安定性および再現性を示している。
Claims (37)
- シリコンインゴットを製造するためのインゴット引上げ装置であって、
シリコンの融液を保持するためのるつぼであって、るつぼの上部を横切って延びる水平面を有するるつぼと、
融液からシリコンインゴットを引き上げるための成長チャンバ、および、
融液にドーパントを導入するためのドーパント導管、を含み、
ドーパント導管は、所定の長さと長手方向の軸とを有し、
1つまたはそれ以上の側壁であって、1つまたは複数の側壁はドーパントが通過する導管チャンバを形成し、導管チャンバは幅を有する側壁、
固体ドーパントがそこを通ってドーパント導管に導入される入口、
ガス状のドーパントがそこを通ってドーパント導管から排出される出口、および、
入口と出口との間に配置され、入口から導入された固体ドーパントを支持し、ガス状のドーパントは通過する仕切り部材であって、導管チャンバの幅方向に延在し、ドーパント導管の長さの最後の25%以内にある仕切り部材であって、仕切り部材は、長手方向の軸に対して最上点と最下点を有する支持面を有し、支持面は最上点と最下点を通って延びる支持平面を規定し、支持面は、るつぼの上部を横切って延びる水平面に平行である仕切り部材、を含む、インゴット引上げ装置。 - 仕切り部材は、多孔質であり、昇華したドーパントが仕切り部材を通過して融液に向かうことを可能にした請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材は、1mm未満の公称最大孔径を有する請求項2に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材は、500μm未満の公称最大孔径を有する請求項2に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材は、1μm~1mmの公称最大孔径を有する請求項2に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材は、10μm~750μmの公称最大孔径を有する請求項2に記載のインゴット引上げ装置。
- ドーパント導管は円筒形であり、仕切り部材が円板である請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- ドーパント導管は、断面が、楕円形、三角形、正方形、または長方形である請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- ドーパント導管の長手方向の軸と水平面は、45度から90度の間の角度を形成する請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- ドーパント導管の長手方向の軸と水平面は、45度から75度の間の角度を形成する請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- ドーパント導管の長手方向の軸と支持平面は45度から90度の間の鋭角を形成する請求項9に記載のインゴット引上げ装置。
- ドーパント導管の長手方向の軸と支持平面は45度から75度の間の鋭角を形成する請求項9に記載のインゴット引上げ装置。
- 支持面は、ドーパント導管の出口と平行である請求項11に記載のインゴット引上げ装置。
- ドーパント導管は不活性ガス源と流体連通しており、不活性ガスをドーパント導管内に導入して昇華したドーパントと混合し、ドープされた不活性ガスを形成し、ドープされた不活性ガスは、ドーパント導管の出口から排出される請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材に支持された固体ドーパントと組み合わされ、固体ドーパントはヒ素である請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材に支持された固体ドーパントと組み合わされ、固体ドーパントがリンである請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- インゴット引上げ装置は、るつぼを加熱するための加熱要素を含み、インゴット引上げ装置は、固体ドーパントを加熱するための分離した加熱要素を有さない請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材は、ドーパント導管の長さの最後の10%以内にある請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- 仕切り部材は、ドーパント導管の長さの最後の5%以内にある請求項1に記載のインゴット引上げ装置。
- ドープされたインゴットを準備する方法であって、
るつぼ内でシリコンの融液を準備する工程、
固体ドーパントをドーパント導管の入口に供給する工程であって、ドーパント導管は、融液からインゴットが引き上げられる成長チャンバ内に延びており、固体ドーパントは、ドーパント導管によって規定される導管チャンバを通過し、導管チャンバの幅にわたって延びてドーパント導管内に配置された、ドーパント導管の長さの最後の25%以内にある仕切り部材の上に静止し、仕切り部材は、融液の表面に平行である工程、
固体ドーパントを昇華させるために、融液からの輻射熱を用いて、仕切り部材に支持された固体ドーパントを加熱する工程、
ドーパント導管内に不活性ガスを導入し、不活性ガスと昇華したドーパントとを混合し、昇華したドーパントが混合された不活性ガスは、仕切り部材を通過してドーパント導管の出口から排出され、不活性ガスの圧力は仕切り部材を通過する際に低下する工程、
昇華したドーパントが混入した不活性ガスを融液に接触させて、不活性ガスから融液にドーパントを吸収させる工程、および、
シリコン融液からシリコンインゴットを引き上げる工程、を含む方法。 - ドーパントは、リンである請求項20に記載の方法。
- 仕切り部材は、多孔質であり、1mm未満の公称最大孔径を有する請求項20に記載の方法。
- 仕切り部材は、1mm未満の公称最大孔径を有する請求項20に記載の方法。
- 仕切り部材は、500μm未満の公称最大孔径を有する請求項20に記載の方法。
- 仕切り部材は、1μm~1mmの公称最大孔径を有する請求項20に記載の方法。
- 仕切り部材は、石英である請求項20に記載の方法。
- 圧力は、仕切り部材を横切って少なくとも5mbar低減される請求項20に記載の方法。
- シリコンの融液を保持するるつぼと、融液からシリコンインゴットを引き上げる成長チャンバと、融液にドーパントを導入するドーパント導管とを含むインゴット引上げ装置であって、ドーパント導管は長手方向の軸を有し、かつ1つまたはそれ以上の側壁を含み、1つまたはそれ以上の側壁はドーパントが通過する導管チャンバを形成し、導管チャンバは幅を有し、ドーパント導管は、固体ドーパントがドーパント導管に導入される入口と、気体ドーパントがドーパント導管を通って排出される出口と、入口と出口との間に配置され、入口から導入された固体ドーパントを支持する仕切り部材と、をさらに含み、仕切り部材は、導管チャンバの幅を横切って延び、仕切り部材は、長手方向の軸に対して最上点と最下点を有する支持面を有し、支持面は最上点と最下点を通って延びる支持平面を規定している装置で、ドープされたインゴットを準備する方法であって、
るつぼでシリコンの融液を形成し、支持面は融液の表面と平行である工程、
固体ドーパントを仕切り部材に搭載する工程であって、仕切り部材は融液の表面から1mmと15mmとの間に配置され、融液からの輻射熱により固体ドーパントを加熱して、固体ドーパントを昇華させる工程、
導管チャンバに不活性ガスを導入し、不活性ガスが昇華したドーパントと混合してドープされた不活性ガスを形成する工程、
ドーピングされた不活性ガスを仕切り部材に通して、ドーパントを融液に接触させて入り込ませる工程、および、
シリコンの融液からドープされたインゴットを引き上げる工程、を含む方法。 - ドーパント導管は円筒形であり、仕切り部材は円板である請求項28に記載の方法。
- ドーパント導管は、断面が、楕円形、三角形、正方形、または長方形である請求項28に記載の方法。
- るつぼは、るつぼの上部を横切って延びる水平面を有し、ドーパント導管の長手方向の軸と水平面は、45度から90度の間の角度を形成する請求項28に記載の方法。
- ドーパント導管の長手方向の軸と支持平面とが45度から90度の間の鋭角を形成する請求項28に記載の方法。
- 融液は加熱要素により加熱され、固体ドーパントは、融液を加熱するために使用される加熱要素から分離された加熱要素によっては加熱されない請求項20に記載の方法。
- 仕切り部材は、ドーパント導管の長さの最後の10%以内にある請求項20に記載の方法。
- 仕切り部材は、ドーパント導管の長さの最後の5%以内にある請求項20に記載の方法。
- 融液は加熱要素により加熱され、固体ドーパントは、融液を加熱するために使用される加熱要素から分離された加熱要素によっては加熱されない請求項28に記載の方法。
- 仕切り部材は、ドーパント導管の長さの最後の5%以内にある請求項28に記載の方法。
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