JPH09202685A

JPH09202685A - 単結晶引き上げ装置

Info

Publication number: JPH09202685A
Application number: JP768796A
Authority: JP
Inventors: Manabu Nishimoto; 学西元; Hideki Fujiwara; 秀樹藤原
Original assignee: Sumitomo Sitix Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】従来より溶融層法による単結晶の引き上げを
行う際に、固体層１４を迅速に形成するため、２段のヒ
ータを使用する方法、２段のヒータの間に熱遮断板を挿
入する方法、保温筒からの輻射熱を遮断するために輻射
熱遮断体を設置する方法等が開示されているが、いずれ
の方法も固体層を十分迅速に形成するのが難しかった。【解決手段】ヒータ１２の下方５〜２００ｍｍの距離
に、高さが１０〜５００ｍｍで、内壁がヒータ１２の外
側面より内側に位置する、断熱材を有する熱遮断物２１
が配設されている単結晶引き上げ装置を使用し、固体層
１４の形成及び単結晶１８の引き上げを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は単結晶引き上げ装置
に関し、より詳細には半導体材料として使用される高品
質のＳｉ単結晶を引き上げることができる単結晶引き上
げ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】単結晶を成長させるには種々の方法があ
るが、その代表的な方法の一つにチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と記す）がある。図４は従来のＣＺ法に
用いられる単結晶引き上げ装置を模式的に示した断面図
であり、図中４１は坩堝を示している。

【０００３】この坩堝４１は、有底円筒形状の石英製の
内層保持容器４１ａと、この内層保持容器４１ａの外側
に嵌合された同じく有底円筒形状の黒鉛製の外層保持容
器４１ｂとから構成されており、坩堝４１は図中の矢印
方向に所定の速度で回転する支持軸４８に支持されてい
る。この坩堝４１の外側には抵抗加熱式のヒータ４２
が、ヒータ４２の外側には保温筒４７が、それぞれ同心
円状に配置されており、坩堝４１内にはこのヒータ４２
により溶融させた結晶用原料の溶融液４３が充填される
ようになっている。また、坩堝４１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４４が吊
設されており、この引き上げ軸４４の先にシードチャッ
ク４４ａを介して取り付けられた種結晶４５を溶融液４
３の表面に接触させ、支持軸４８と同一軸心で同方向ま
たは逆方向に所定の速度で回転させながら引き上げ軸４
４を引き上げることにより、溶融液４３を凝固させて単
結晶４６を成長させるようになっている。

【０００４】ところで、半導体からなる単結晶４６をＣ
Ｚ法で引き上げる場合、単結晶４６の電気抵抗率や電気
伝導型を調整するために、引き上げ前に溶融液４３中に
リン等の不純物を添加することが多い。しかし通常のＣ
Ｚ法においては、単結晶４６と溶融液４３との間に生じ
るいわゆる偏析現象に起因して、単結晶４６の成長軸方
向に均一な電気抵抗率を有する単結晶４６が得られない
という問題があった。

【０００５】前記偏析現象とは、溶融液４３が凝固して
単結晶４６が成長する際に、単結晶４６と溶融液４３と
の界面において単結晶４６中に取り込まれる不純物濃度
と溶融液４３中の不純物濃度とが一致しないことをいう
が、実効偏析係数Ｋｅ（単結晶中４６の不純物濃度／溶
融液４３中の不純物濃度）は１より小さくなる場合が多
い。この場合、単結晶４６が成長するとともに前記偏析
現象のために溶融液４３中の不純物濃度が次第に高くな
るので、単結晶４６中の不純物濃度も次第に高くなり、
電気抵抗が小さくなってくる。従って前記の方法で引き
上げた単結晶４６には、一部電気抵抗率に関し基準を満
たさないものが製造されてしまい、歩留まりが低くな
る。

【０００６】そこで、上記した偏析現象の発生に起因し
た歩留まりの低下を防止し、電気抵抗率に関する歩留ま
りを上げることを目的とした単結晶引き上げ方法として
溶融層法が開発されている。

【０００７】図５は、前記溶融層法に用いられる単結晶
引き上げ装置を模式的に示した断面図である。この溶融
層法の基本的な特徴は、図４に示したものとほぼ同様に
構成された坩堝１１内の結晶用原料をヒータ１２で一旦
溶融させた後、上層に溶融層１３を、下層に固体層１４
を形成し、単結晶１８の成長とともに、固体層１４を次
第に溶出させることによって、溶融層１３中の不純物濃
度を一定に保つことにある。

【０００８】本装置では、図示したような長さの短いヒ
ータ１２を使用しているので、ヒータ１２を通電する前
に、先ず支持軸２０の昇降機構を働かせてヒータ１２が
結晶用原料を全て溶融させるのに最も効率的な位置に坩
堝１１を移動させる。次に、ヒータ１２に通電すること
により結晶原料を全て溶融させ、その後再び支持軸２０
の昇降機構を働かせて、ヒータ１２が坩堝１１の上部に
位置するように坩堝１１を移動させるとともに、ヒータ
パワーを調整して、下層に固体層１４を形成する。この
単結晶引き上げ装置において、ヒータ１２以外の部材の
構成は前記ＣＺ法に用いられる装置とほぼ同様であり、
上記した部分を除いて単結晶１８の引き上げ方法もＣＺ
法による引き上げ方法とほぼ同様である。

【０００９】前記溶融層法において、溶融層１３中の不
純物濃度を一定に保つ方法として大別して二つの方法が
提案されている。すなわち溶融層１３の体積（深さ）を
一定に保つ溶融層厚一定法と、溶融層１３の体積（深
さ）を変化させる溶融層厚変化法とである。

【００１０】前記溶融層厚一定法には、不純物を含有し
ない固体層１４を単結晶１８の引き上げに伴って溶融さ
せつつ、溶融層１３の体積を一定に保ち、溶融層１３に
は不純物を連続的に添加して溶融層１３中の不純物濃度
を一定に保つ方法があり、特公昭４４−８２４２号公
報、特公昭６２−８８０号公報及び実公平３−７４０５
号公報等に前記した方法が開示されている。また、固体
層１４中に先に不純物を含有させておき、不純物を溶融
層１３には添加せず、単結晶１８の引き上げ中における
溶融層１３の体積を一定に保ち、溶融層１３の不純物濃
度をほぼ一定に保つ方法が、特公昭６２−８８０号公報
及び特開昭６３−２５２９８９号公報に開示されてい
る。

【００１１】前記溶融層厚変化法は、意図的に溶融層１
３の体積を変化させることにより、単結晶１８の引き上
げ中に不純物を添加することなく溶融層１３中の不純物
濃度を一定に保つ方法であり、特開昭６１−２０５６９
１号公報、特開昭６１−２０５６９２号公報及び特開昭
６１−２１５２８５号公報に開示されている。

【００１２】なお、上記した二つの溶融層法において、
溶融層１３の厚さの制御は、例えば発熱体としてのヒー
タ１２の個数、長さ、パワー、坩堝１１の位置、ヒータ
１２の外側に周設され、坩堝１１下部の熱移動を抑制す
る保温筒１９ａの形状及び材質等を適切に選択すること
により行われる。

【００１３】以上のように、溶融層法では溶融層１３中
の不純物濃度をほぼ一定に保つことができるので、従来
の電気抵抗率の変化に起因する歩留まりの低下を防止す
ることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体ウエハ
製造用のシリコン単結晶は、生産コストを低減するため
に大型化される傾向にあり、使用される坩堝１１もそれ
につれて内径が大きくなる傾向にある。そのため、結晶
用原料を坩堝１１内に溶融させると、液面の面積が大き
く、深さの浅い溶融液の層が形成される。従って、前記
溶融層法による単結晶引き上げを行おうとすると、坩堝
１１の底面付近に形成する固体層１４の厚さも薄いもの
とならざるを得ず、固体層１４の形成自体が難しくなっ
てくるという課題があった。

【００１５】特開平５−２１４７２号公報には固体層の
形成を容易にする単結晶引き上げ装置が開示されてい
る。図６は前記公報に記載された単結晶引き上げ装置を
示した断面図である。

【００１６】この単結晶引き上げ装置では、坩堝１１内
の結晶用原料を２段のヒーター１２ａ、１２ｂを用いて
溶融させた後、下段のヒータ１２ｂの通電を止めること
により固体層１４を形成し、この後２段のヒーター１２
ａ、１２ｂのパワーをコントロールすることにより、固
体層１４の溶出量を制御しつつ単結晶１８の引き上げを
行う。前記方法により従来の装置よりも効率的に固体層
１４を形成することができるが、一旦加熱された下段の
ヒータ１２ｂはすぐには温度が低下しないため、迅速に
固体層１４を形成することができるとは言えなかった。

【００１７】そこで、特開平６−８５３６５号公報に
は、２段のヒータの間に熱遮断板が出入り可能に配設さ
れた単結晶引き上げ装置が開示されている。この単結晶
引き上げ装置によれば、坩堝内の結晶用原料を全量溶融
させた後、熱遮断板を上段のヒータと、下段のヒータと
の間に挿入することにより、固体層の形成速度を速める
ことができる。

【００１８】しかし、前記単結晶引き上げ装置において
は、円周側面方向から熱遮断板を挿入するため、前記熱
遮断板を挿入するための機構が非常に複雑になるという
問題があった。

【００１９】また、特開平３−１２３８９号公報には、
ヒータの下方に主として保温筒からの輻射熱を遮断する
目的で輻射熱遮断体が配設された単結晶引き上げ装置が
開示されている。前記装置を用いることにより固体層が
従来の場合よりも速く形成される。しかし、前記公報に
開示された輻射熱遮断体は、保温筒からの輻射熱を遮断
する目的で設置されているため、Ｍｏ又はＷ製の板状体
を縦に配設したものであり、輻射熱遮断体によりヒータ
からの放射熱を直接遮断する効果は期待できず、この場
合にも迅速に固体層１４を形成することができるとは言
えなかった。

【００２０】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、坩堝内の結晶用原料を溶融させた後、ヒータから坩
堝の下部へ放射される放射熱を遮断することにより、坩
堝の底部に固体層を迅速に形成することが可能な単結晶
引き上げ装置を提供することを目的としている。

【００２１】

【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装置（１）
は、坩堝及び該坩堝上部の周囲に配設されたヒータを備
えた単結晶引き上げ装置において、前記ヒータの下方５
〜２００ｍｍの距離に、高さが１０〜５００ｍｍで、内
壁が前記ヒータの外側面より内側に位置する熱遮断物が
配設されていることを特徴としている。

【００２２】上記単結晶引き上げ装置（１）によれば、
ヒータが坩堝内の結晶用原料を全量溶融させるのに適切
な位置になるように坩堝を移動させて結晶用原料を効率
良く溶融させた後、さらにヒータが坩堝の上部に位置す
るように坩堝を移動させることにより、坩堝の下部へ放
射される放射熱を前記熱遮断物で遮断することができ、
固体層を迅速に形成することができる。

【００２３】本発明に係る単結晶引き上げ装置（２）
は、上記単結晶引き上げ装置（１）において、熱遮断物
が上下方向に移動可能に設置されていることを特徴とし
ている。

【００２４】上記単結晶引き上げ装置（２）によれば、
ヒータによる坩堝内の結晶用原料の溶融は、前記熱遮断
物をチャンバの下部に位置させた状態で行えるので、前
記熱遮断物に邪魔されずに結晶用原料を効率よく加熱、
溶融させることができ、一方固体層の形成は、前記熱遮
断物をヒータの下部近傍に移動させた状態で行えるの
で、坩堝の下部へ放射される放射熱を前記熱遮断物で遮
断することができ、固体層を迅速に形成することができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る単結晶引き上
げ装置の実施の形態（１）について説明する。

【００２６】図１は実施の形態（１）に係る単結晶引き
上げ装置を模式的に示した断面図であり、図２は前記単
結晶引き上げ装置における熱遮断物２１の付近を模式的
に示した拡大断面図である。該単結晶引き上げ装置は保
温壁１９ａに配設された熱遮断物２１を除いて図５に示
した従来の単結晶引き上げ装置と同様に構成されてお
り、単結晶１８の引き上げ方法もほぼ同様であるので、
ここではこれらについての詳細な説明は省略し、熱遮断
物２１の構成及びこの熱遮断物２１を利用して固体層１
４を形成するまでの工程について説明する。

【００２７】図２に示したように、ヒータ１２の下面と
熱遮断物２１の上面との距離をＬとし、熱遮断物２１の
高さをＨとし、ヒータ１２の外側面の延長線と熱遮断物
２１の内壁の延長線との距離をＲとすると、Ｌは５〜２
００ｍｍの範囲とし、Ｈは断熱材の種類にもよるが、通
常、１０〜５００ｍｍの範囲とする。また、Ｒは０ｍｍ
を超えた値とし、２０ｍｍ以上がより好ましいが、坩堝
１１を移動させる際に熱遮断物２１の内壁が坩堝１１の
側面とぶつからないような位置にする必要がある。

【００２８】ヒータ１２の下面と熱遮断物２１の上面と
の距離Ｌが５ｍｍよりも小さいと、ヒータ１２と熱遮断
物２１が接触する虞れが生じ、また結晶用原料を溶融さ
せる際、ヒータ１２の放射熱が下方に届きにくく、他方
Ｌが２００ｍｍを超えると熱遮断物２１による熱遮断効
果が弱くなる。

【００２９】熱遮断物２１の高さＨが１０ｍｍ未満であ
ると、熱遮断物２１の厚さが薄すぎるため熱遮断物２１
による断熱効果が弱く、他方Ｈが５００ｍｍを超える
と、熱遮断物２１により坩堝１１の下部付近を保温して
しまう結果となり、坩堝１１下部からの抜熱が進みにく
くなり固体層１４の形成を妨げる。

【００３０】ヒータ１２の外側面よりも熱遮断物２１の
内壁が外側にあると、熱遮断物２１による坩堝１１下部
への断熱効果が生じない。

【００３１】熱遮断物２１はヒータ１２の下方の周囲全
体に配設する必要があり、その形状はリング状であるの
が好ましい。熱遮断物２１の断面形状は特に限定されな
いが、作製の容易さから言って断面形状が矩形のものが
好ましい。また熱遮断物２１は、内部に断熱部材２１ｂ
が配置され、外周部が耐熱部材２１ａで被覆された構成
となっている。内部を構成する断熱部材２１ｂは、熱伝
導率が低く、ヒータ１２の熱を効率的に遮断できるもの
が好ましく、その具体例としては、例えばカーボンファ
イバ、ロックウール等が挙げられるが、断熱部材２１ｂ
の密度は０．１〜０．５ｇ／ｃｍ³ 程度が好ましい。ま
た外周部を構成する耐熱部材２１ａの具体例としては、
例えばグラファイト等のカーボン材が挙げられるが、そ
の厚さは３〜１０ｍｍが好ましい。

【００３２】この熱遮断物２１はその周囲に配設される
保温壁１９ａと一体的に形成されていてもよく、保温壁
１９ａ表面に熱遮断物２１が配設されたものでもよい。
熱遮断物２１の配設は通常接着により行うが、接着方法
は炭化し易い樹脂等を接着剤として塗布、接着し、その
後前記接着剤を還元性雰囲気で高温処理することにより
炭化、接着させる方法等が挙げられる。

【００３３】次に、本実施の形態に係る単結晶引き上げ
装置を用いた固体層１４の形成方法について説明する。

【００３４】坩堝１１内の結晶用原料を溶融させるまで
は、図５に示した単結晶引き上げ装置を用いた溶融層法
による場合とほぼ同様であるが、ヒータ１２の下方に熱
遮断物２１が形成されているので、そのような状態でも
坩堝１１内の結晶用原料の全体が溶融し易いヒータ１２
位置としておく必要がある。この場合、従来よりもヒー
タ１２が坩堝１１に対して下部になるように坩堝１１を
移動させておくのが好ましい。

【００３５】坩堝１１内の結晶用原料を全て溶融させた
後固体層１４を形成するが、この場合も従来の場合とほ
ぼ同様に、ヒータ１２が坩堝１１の上部に位置するよう
に坩堝１１を移動させる。このとき、ヒータ１２の下方
には熱遮断物２１が存在するので、従来の場合よりも迅
速に固体層１４が形成される。その後は、従来の場合と
同様の方法で単結晶１８を引き上げる。

【００３６】次に、本発明に係る単結晶引き上げ装置の
実施の形態（２）について説明する。

【００３７】図３は実施の形態（２）に係る単結晶引き
上げ装置を模式的に示した断面図である。この単結晶引
き上げ装置は、熱遮断物昇降装置２５が付設されている
他は、図５に示した従来の単結晶引き上げ装置とほぼ同
様の構成であるので、ここでは単結晶引き上げ装置自体
の詳しい説明は省略し、熱遮断物昇降装置２５及び熱遮
断物昇降装置２５を用いた固体層１４の形成方法につい
てのみ説明する。

【００３８】この熱遮断物昇降装置２５は支持棒２７の
上端に固定された熱遮断物２６を、結晶用原料を溶融さ
せる際と、固体層１４を形成する際とで別の位置に移動
させ、迅速に固体層１４を形成するための装置である。

【００３９】熱遮断物２６はチャンバ下壁２２ａに形成
された貫通孔２２ｂに挿通された支持棒２７の上端に固
定されており、支持棒２７の下端は昇降板２８の中央部
分に昇降板２８に対して垂直に固定されている。そし
て、チャンバ２２内の気密を保つために支持棒２７が挿
通された貫通孔２２ｂはＯ−リング３５により気密に封
止されている。支持棒２７の下端に固定された昇降板２
８の図中左右の端部近傍にはネジ溝を有する貫通孔２８
ａが形成され、この左右の貫通孔２８ａに２本のネジ棒
３０が平行状態で螺合されている。また、この２本のネ
ジ棒３０の上端及び下端には、ネジ棒３０を摺動可能な
状態で支持するために支持板２９が配設されている。さ
らに詳細に説明すると、この２つの支持板２９の左右の
端部付近には２つの穴２９ａが形成され、この穴２９ａ
に潤滑剤を介し、２本のネジ棒３０が平行な状態で回転
自在に嵌合されている。なお、支持棒２７は上側に配設
された支持板２９の中央部分に形成された貫通孔２９ｂ
をも挿通した状態で昇降板２８に固定されている。

【００４０】一方、支持板２９により支持された２本の
ネジ棒３０のうち、右側のネジ棒３０の下部には１個の
プーリ３２がはめ込まれて固定され、左側のネジ棒３０
の下部には２個のプーリ３２がはめ込まれて固定され、
この左右のネジ棒３０に固定された１個のプーリ３２同
士がベルト３１により連結され、このベルト３１による
連結で、左側のネジ棒３０が回転すれば、右側のネジ棒
３０も同一速度で回転するようになっている。また、左
側のネジ棒３０に固定されたもう１個のプーリ３２も、
減速器３３に固定されたプーリ３２とベルト３１により
連結され、減速器３３の回転が左側のネジ棒３０に伝わ
るようになっている。さらにこの減速器３３はモータ３
４に接続されている。

【００４１】従って、モータ３４を回転させれば減速器
３３が回転し、この減速器３３の回転がプーリ３２及び
ベルト３１を介して左右のネジ棒３０に伝わり、この左
右のネジ棒３０の回転につれてネジ棒３０に螺合された
昇降板２８が上下動することになる。また、この昇降板
２８の上下動により、昇降板２８に支持された支持棒２
７が上下動し、支持棒２７の上端に固定された熱遮断物
２６も上下動することになる。以上のような熱遮断物昇
降装置２５の機構により、モータ３４の回転方向を制御
した状態で回転させることにより熱遮断物２６を上下方
向に移動させることができる。

【００４２】熱遮断物２６の材質は実施の形態（１）の
場合と同様でよく、その内壁の位置（Ｒ）、及び高さ
（実施の形態（１）の場合の高さ（Ｈ）に相当）も実施
の形態（１）の場合と同様でよい。

【００４３】次に、本実施の形態に係る単結晶引き上げ
装置を用いた固体層１４の形成方法について説明する。

【００４４】まず、熱遮断物昇降装置２５を用いて、熱
遮断物２６をチャンバ２２下部まで移動させる。すなわ
ち、モータ３４の回転方向を制御することにより、ネジ
棒３０の回転方向を制御して昇降板２８を下降させ、熱
遮断物２６をチャンバ２２の下部に位置させる。

【００４５】次に、実施の形態（１）の場合と同様にし
て結晶用原料を溶融させ、その後坩堝１１を移動させて
ヒータ１２が坩堝１１の上部に位置するようにする。次
に、モータ３４を前記の場合と反対の方向に回転させ、
昇降板２８を上昇させることにより熱遮断物２６をヒー
タ１２の直下の位置に移動させる。熱遮断物２６をヒー
タ１２の直下に移動させることによりヒータ１２の下方
向への放射熱が遮断され、坩堝１１の下部が迅速に冷却
され、これにより固体層１４が迅速に形成される。この
後、実施の形態（１）の場合と同様にして、単結晶１８
を引き上げる。

【００４６】

【実施例及び比較例】本実施例では、図１に示した単結
晶引き上げ装置で、熱遮断物２１の形状（Ｌ，Ｈ，Ｒ）
を下記の表１に示したような値に変化させたものを用
い、溶融層法により単結晶の引き上げを行った。なお、
耐熱部材２１ａの厚みは３ｍｍである。

【００４７】用いた坩堝１１の石英製内層保持容器１１
ａは、その内径を５５８ｍｍ（２２インチ）、高さを３
５５ｍｍ（１４インチ）、その厚みを７．０ｍｍとし、
抵抗加熱式のヒータ１２は、その内径を６５０ｍｍ、外
径を７００ｍｍ、高さを１５０ｍｍとした。

【００４８】次に、単結晶の引き上げを行う際に用いる
結晶用原料の多結晶シリコンの重量を１１０ｋｇとし、
実効分配係数が０．３５であるリン（Ｐ）を添加した。
また、結晶用原料を全部溶融させた後固体層１４を形成
し、固体層１４の厚みが一定になったことを確認した
後、固体層１４の厚みを測定した。固体層１４厚みの測
定方法は、シードチャック１６に寸法測定用の印を付け
た石英製のパイプを取り付け、この引き上げ軸１５を降
下させ、石英パイプを固体層１４にあたるまで降ろし、
浸漬された石英パイプ及び引き上げ軸１５の長さより溶
融層１３の深さを求め、固体層１４の厚さを算出した。

【００４９】次に、単結晶１８引き上げの条件を説明す
ると、単結晶引き上げの速度は０．５ｍｍ／分で行い、
引き上げ軸を１５ｒｐｍの速度で、坩堝１１を８ｒｐｍ
の速度で反対方向に回転させ、２０３ｍｍ（８インチ）
の直径の単結晶１８を３００ｍｍの長さになるまで引き
上げ、この引き上げられた単結晶１８を用いて電気抵抗
率偏差（％）及び平均酸素濃度（ａｔｏｍ／ｃｍ³ ）を
求めた。なお、単結晶引き上げ装置の内部は、結晶用原
料を坩堝１１に投入した後、単結晶引き上げが完了する
まで、圧力を１３３３Ｐｓ、Ａｒ流量を３０リットル／
分になるように保った。

【００５０】まず、電気抵抗率偏差の求め方について説
明する。引き上げた単結晶１８を輪切り状態に割断し、
得られたディスク状の単結晶１８につき、結晶中心軸に
沿って、結晶長さが５０〜３００ｍｍの位置まで５０ｍ
ｍのピッチで電気抵抗率（Ｒ）を測定した。次に、得ら
れた電気抵抗率（Ｒ）を用いて、相加平均値（Ｒ_mean）
を算出し、下記の数１式に従って電気抵抗偏差を求め
た。ただし、下記の数１式中、Ｒ_max は測定した電気抵
抗率の中での最大値を示し、Ｒ_min は測定した電気抵抗
率の中での最小値を示す。

【００５１】

【数１】電気抵抗偏差（％）＝（Ｒ_max −Ｒ_min ）×１
００／Ｒ_mean 前記数１式により求められた電気抵抗率偏差は単結晶１
８の歩留まりに関わるものであり、電気抵抗率偏差が１
０％以内のものはほぼ全てを製品として使用できるので
良として「」で示し、電気抵抗率偏差が１０％を超える
ものは歩留まりを落とすので劣性品として「×」で示し
た。

【００５２】次に、平均酸素濃度については、電気抵抗
率の測定に用いたものと同様のサンプルを用い、赤外吸
収法により酸素濃度を測定し、これらの値の相加平均値
を求めて平均酸素濃度とした。

【００５３】熱遮断物２１の寸法を下記の表１に、初期
固体層の厚さ（ｍｍ）、電気抵抗率偏差（％）と良否に
ついての判定結果及び平均酸素濃度を下記の表１及び表
２に示している。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】上記表１及び表２に示した実施例及び比較
例の場合の条件及び結果より明らかなように、熱遮断物
２１の内壁がヒータ１２の外側面より外側に位置してい
るもの（Ｒの値が−のもの）については、固体層１４の
厚さの薄いものしか形成されておらず、引き上げられた
単結晶１８の特性も劣るのに対し、熱遮断物２１の内壁
がヒータ１２の外側面より内側に位置しているもの（Ｒ
の値が＋のもの）については、形成される固体層１４の
厚さも厚く、引き上げられた単結晶１８の特性も優れて
いる。十分厚い固体層１４を形成するためには、Ｒが２
０ｍｍ以上あることが好ましい。

【００５７】また、ヒータ１２下面と熱遮断物２１上面
との距離Ｌについては、その値が２０ｍｍであるもの、
及び１００ｍｍであるものについては、十分厚い固体層
１４が形成されているが、その値が２５０ｍｍになる
と、熱遮断物２１による放射熱遮断の効果が発揮され
ず、薄い固体層１４しか形成されず、引き上げられた単
結晶１８の特性も劣っている。

【００５８】さらに、熱遮断物２１の高さＨについて
は、その値が４０ｍｍ、及び２００ｍｍであるものにつ
いては、十分厚い固体層１４が形成され、引き上げられ
た単結晶１８の特性も優れているのに対し、Ｈの値が８
ｍｍと小さすぎるか、又は６００ｍｍと大きすぎるもの
については、形成される固体層１４の厚さは薄く、引き
上げられた単結晶１８の特性も劣る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る単結晶引き上げ装置
を模式的に示した断面図である。

【図２】図１に示した実施の形態に係る単結晶引き上げ
装置の熱遮断物付近を拡大して模式的に示した拡大断面
図である。

【図３】別の実施の形態に係る単結晶引き上げ装置を模
式的に示した断面図である。

【図４】従来のＣＺ法による単結晶引き上げ装置を模式
的に示した断面図である。

【図５】１段のヒータが装備された従来の溶融層法によ
る単結晶引き上げ装置を模式的に示した断面図である。

【図６】２段のヒータが装備された従来の溶融層法によ
る単結晶引き上げ装置を模式的に示した断面図である。

【符号の説明】

１１坩堝１２ヒータ２１、２６熱遮断物２５熱遮断物昇降装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】坩堝及び該坩堝上部の周囲に配設された
ヒータを備えた単結晶引き上げ装置において、前記ヒー
タの下方５〜２００ｍｍの距離に、高さが１０〜５００
ｍｍで、内壁が前記ヒータの外側面より内側に位置する
熱遮断物が配設されていることを特徴とする単結晶引き
上げ装置。
【請求項２】熱遮断物が上下方向に移動可能に設置さ
れていることを特徴とする請求項１記載の単結晶引き上
げ装置。