JPH09235192A - 低酸素濃度単結晶インゴット及び単結晶引上方法 - Google Patents
低酸素濃度単結晶インゴット及び単結晶引上方法Info
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- JPH09235192A JPH09235192A JP4500896A JP4500896A JPH09235192A JP H09235192 A JPH09235192 A JP H09235192A JP 4500896 A JP4500896 A JP 4500896A JP 4500896 A JP4500896 A JP 4500896A JP H09235192 A JPH09235192 A JP H09235192A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素濃度が小さく、かつ、成長軸方向にほぼ
均一な酸素濃度分布を有する低酸素濃度単結晶インゴッ
ト及びその引き上げを行うための単結晶引上方法を提供
する。 【解決手段】 低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴ
ットの結晶長１０００ｍｍ以上において、含有酸素濃度
が０．５〜１．０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ（赤外吸収
分光法における変換係数ｆc＝４．８１とした場合、以
下同様）の範囲にあって、成長軸方向の酸素濃度分布
が、中心値（（酸素濃度の最大値＋最小値）／２）に対
して±０．０５ａｔｏｍｓ／ｃｃである。単結晶引上方
法は、外ルツボの回転速度を０．０５〜５ｒｐｍとし、
半導体単結晶インゴットの回転速度を８〜２５ｒｐｍと
した。好ましくは、外ルツボの回転速度を０．１〜３ｒ
ｐｍとし、半導体単結晶インゴットの回転速度を１０〜
１５ｒｐｍとする。
均一な酸素濃度分布を有する低酸素濃度単結晶インゴッ
ト及びその引き上げを行うための単結晶引上方法を提供
する。 【解決手段】 低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴ
ットの結晶長１０００ｍｍ以上において、含有酸素濃度
が０．５〜１．０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ（赤外吸収
分光法における変換係数ｆc＝４．８１とした場合、以
下同様）の範囲にあって、成長軸方向の酸素濃度分布
が、中心値（（酸素濃度の最大値＋最小値）／２）に対
して±０．０５ａｔｏｍｓ／ｃｃである。単結晶引上方
法は、外ルツボの回転速度を０．０５〜５ｒｐｍとし、
半導体単結晶インゴットの回転速度を８〜２５ｒｐｍと
した。好ましくは、外ルツボの回転速度を０．１〜３ｒ
ｐｍとし、半導体単結晶インゴットの回転速度を１０〜
１５ｒｐｍとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二重構造のルツボ
を用いて貯留された半導体融液から半導体単結晶インゴ
ットを引き上げる単結晶引上方法及びこの方法により引
き上げられた低酸素濃度単結晶インゴットに関する。
を用いて貯留された半導体融液から半導体単結晶インゴ
ットを引き上げる単結晶引上方法及びこの方法により引
き上げられた低酸素濃度単結晶インゴットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素
（ＧａＡｓ）等の半導体単結晶インゴットを成長させる
方法として、ＣＺ法が知られている。すなわち、このＣ
Ｚ法は、気密容器内のルツボ内の半導体融液中に種結晶
を浸し、種結晶を核に半導体単結晶インゴットを成長さ
せるものである。
（ＧａＡｓ）等の半導体単結晶インゴットを成長させる
方法として、ＣＺ法が知られている。すなわち、このＣ
Ｚ法は、気密容器内のルツボ内の半導体融液中に種結晶
を浸し、種結晶を核に半導体単結晶インゴットを成長さ
せるものである。
【０００３】しかしながら、従来のＣＺ法では、半導体
融液に熱対流による乱流が発生し、固液界面の温度変動
を増大させ、再融解、再凝固現象を助長させ、この結
果、半導体単結晶インゴット中の結晶欠陥をもたらした
り、不純物濃度分布及び酸素濃度分布の分布の不均一を
もたらすといった問題がある。図４は、ＣＺ法で成長さ
せた６”φ単結晶の成長軸方向の酸素濃度分布を示すグ
ラフであり、図５は、同じくＣＺ法で成長させた８”φ
単結晶の成長軸方向の酸素濃度を示すグラフである。
融液に熱対流による乱流が発生し、固液界面の温度変動
を増大させ、再融解、再凝固現象を助長させ、この結
果、半導体単結晶インゴット中の結晶欠陥をもたらした
り、不純物濃度分布及び酸素濃度分布の分布の不均一を
もたらすといった問題がある。図４は、ＣＺ法で成長さ
せた６”φ単結晶の成長軸方向の酸素濃度分布を示すグ
ラフであり、図５は、同じくＣＺ法で成長させた８”φ
単結晶の成長軸方向の酸素濃度を示すグラフである。
【０００４】半導体融液に磁場を印加して融液の対流を
抑制し、対流に伴う融液表面近傍の温度変動を抑制する
いわゆる磁場印加法（ＭＣＺ法）が開発されている。し
かし、ＭＣＺ法ではルツボ−半導体融液接触面積と半導
体融液自由表面積との比が変化するので、成長軸方向に
不均一な酸素濃度分布が生ずるといった問題がある。
抑制し、対流に伴う融液表面近傍の温度変動を抑制する
いわゆる磁場印加法（ＭＣＺ法）が開発されている。し
かし、ＭＣＺ法ではルツボ−半導体融液接触面積と半導
体融液自由表面積との比が変化するので、成長軸方向に
不均一な酸素濃度分布が生ずるといった問題がある。
【０００５】ルツボ−半導体融液接触面積と半導体融液
自由表面積との比をほぼ一定にするために、二重ルツボ
を用いた連続チャージ型磁場印加ＣＺ法（以下、ＣＭＣ
Ｚ法と省略する。）が提案されている。このＣＭＣＺ法
は、気密容器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液
を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ル
ツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツ
ボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外部から前記
外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前記内ルツボ
の内側領域から半導体単結晶インゴットを引き上げる方
法である。
自由表面積との比をほぼ一定にするために、二重ルツボ
を用いた連続チャージ型磁場印加ＣＺ法（以下、ＣＭＣ
Ｚ法と省略する。）が提案されている。このＣＭＣＺ法
は、気密容器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液
を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ル
ツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツ
ボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外部から前記
外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前記内ルツボ
の内側領域から半導体単結晶インゴットを引き上げる方
法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＭＣ
Ｚ法でも、引上条件によっては、酸素濃度分布が成長軸
方向に均一とならない場合があった。
Ｚ法でも、引上条件によっては、酸素濃度分布が成長軸
方向に均一とならない場合があった。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、酸素濃度が小さく、かつ、成長軸方向にほぼ均一な
酸素濃度分布を有する低酸素濃度単結晶インゴット及び
その引き上げを行うための単結晶引上方法を提供するこ
とを目的とする。
で、酸素濃度が小さく、かつ、成長軸方向にほぼ均一な
酸素濃度分布を有する低酸素濃度単結晶インゴット及び
その引き上げを行うための単結晶引上方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴットの結晶長１
０００ｍｍ以上において、含有酸素濃度が０．５〜１．
０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ（赤外吸収分光法における
変換係数ｆc＝４．８１とした場合、以下同様）の範囲
にあって、成長軸方向の酸素濃度分布が、中心値（（酸
素濃度の最大値＋最小値）／２）に対して±０．０５ａ
ｔｏｍｓ／ｃｃである。
低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴットの結晶長１
０００ｍｍ以上において、含有酸素濃度が０．５〜１．
０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ（赤外吸収分光法における
変換係数ｆc＝４．８１とした場合、以下同様）の範囲
にあって、成長軸方向の酸素濃度分布が、中心値（（酸
素濃度の最大値＋最小値）／２）に対して±０．０５ａ
ｔｏｍｓ／ｃｃである。
【０００９】本発明の請求項２記載の単結晶引上方法
は、気密容器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液
を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ル
ツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツ
ボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外部から前記
外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前記外ルツボ
を回転させつつ、前記内ルツボの内側領域から半導体単
結晶インゴットを成長軸方向を中心として回転させ引き
上げる単結晶引上方法において、前記外ルツボの回転速
度を０．０５〜５ｒｐｍとし、半導体単結晶インゴット
の回転速度を８〜２５ｒｐｍとしたことを特徴とする。
は、気密容器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液
を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ル
ツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツ
ボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外部から前記
外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前記外ルツボ
を回転させつつ、前記内ルツボの内側領域から半導体単
結晶インゴットを成長軸方向を中心として回転させ引き
上げる単結晶引上方法において、前記外ルツボの回転速
度を０．０５〜５ｒｐｍとし、半導体単結晶インゴット
の回転速度を８〜２５ｒｐｍとしたことを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項３記載の単結晶引上方法
は、請求項２記載の単結晶引上方法において、前記外ル
ツボの回転速度を０．１〜３ｒｐｍとし、半導体単結晶
インゴットの回転速度を１０〜１５ｒｐｍとしたことを
特徴とする。
は、請求項２記載の単結晶引上方法において、前記外ル
ツボの回転速度を０．１〜３ｒｐｍとし、半導体単結晶
インゴットの回転速度を１０〜１５ｒｐｍとしたことを
特徴とする。
【００１１】
【作用】外ルツボ及び半導体単結晶インゴットの回転に
より、インゴット中の酸素濃度を低く抑えることができ
るとともに、酸素濃度の均一性を確保することができ
る。
より、インゴット中の酸素濃度を低く抑えることができ
るとともに、酸素濃度の均一性を確保することができ
る。
【００１２】外ルツボの回転速度が０．０５ｒｐｍ以上
であるのは、それ未満では単結晶化率が低下するからで
あり、外ルツボの回転速度が５ｒｐｍ以下であるのは、
それを越えると酸素濃度の均一性が保たれないからであ
る。
であるのは、それ未満では単結晶化率が低下するからで
あり、外ルツボの回転速度が５ｒｐｍ以下であるのは、
それを越えると酸素濃度の均一性が保たれないからであ
る。
【００１３】半導体単結晶インゴットの回転速度が８ｒ
ｐｍ以上であるのは、それ未満では酸素濃度の面内分布
が悪くなるからであり、半導体単結晶インゴットの回転
速度が２５ｒｐｍ以下であるのは、それを越えると単結
晶化率が低下するからである。
ｐｍ以上であるのは、それ未満では酸素濃度の面内分布
が悪くなるからであり、半導体単結晶インゴットの回転
速度が２５ｒｐｍ以下であるのは、それを越えると単結
晶化率が低下するからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の一形態の
シリコン単結晶引上方法について説明する。
シリコン単結晶引上方法について説明する。
【００１５】本単結晶引上方法に使用される単結晶引上
装置１は、図６に示すように、チャンバ２の内部には、
二重ルツボ３、ヒーター４、原料供給管５が配設されて
いる。二重ルツボ３は、ほぼ半球状の石英製の外ルツボ
１１と、この外ルツボ１１内に設けられた円筒状の仕切
り体である石英製の内ルツボ１２とから形成され、内ル
ツボ１２の側壁下部には、内ルツボ１２の外側領域と内
側領域とを連通する連通部１２ａが形成されている。
装置１は、図６に示すように、チャンバ２の内部には、
二重ルツボ３、ヒーター４、原料供給管５が配設されて
いる。二重ルツボ３は、ほぼ半球状の石英製の外ルツボ
１１と、この外ルツボ１１内に設けられた円筒状の仕切
り体である石英製の内ルツボ１２とから形成され、内ル
ツボ１２の側壁下部には、内ルツボ１２の外側領域と内
側領域とを連通する連通部１２ａが形成されている。
【００１６】二重ルツボ３は、チャンバ２の中央下部に
垂直に立設されたシャフト１４上のサセプタ１５に載置
され、シャフト１４の軸線を中心として水平面内で後述
する所定の回転速度で回転駆動されるようになってい
る。そして、この二重ルツボ３内には、半導体融液（加
熱融解された半導体単結晶の原料）２１が貯留されてい
る。ヒーター４は、半導体の原料を外ルツボ１１内で加
熱融解するとともに、それによって生じた半導体融液２
１を保温するためのものである。ヒーター４は、サセプ
タ１５及び二重ルツボ３を取り囲むように配設されてお
り、ヒーター４の外側には、外ルツボ１１内の半導体融
液２１に磁場を与える電磁石６が配置されている。
垂直に立設されたシャフト１４上のサセプタ１５に載置
され、シャフト１４の軸線を中心として水平面内で後述
する所定の回転速度で回転駆動されるようになってい
る。そして、この二重ルツボ３内には、半導体融液（加
熱融解された半導体単結晶の原料）２１が貯留されてい
る。ヒーター４は、半導体の原料を外ルツボ１１内で加
熱融解するとともに、それによって生じた半導体融液２
１を保温するためのものである。ヒーター４は、サセプ
タ１５及び二重ルツボ３を取り囲むように配設されてお
り、ヒーター４の外側には、外ルツボ１１内の半導体融
液２１に磁場を与える電磁石６が配置されている。
【００１７】原料供給管５は、半導体融液２１に粒状の
原料２２を、外ルツボ１１と内ルツボ１２との間の半導
体融液２１の液面２３上に連続的に供給するためのもの
である。原料供給管５から投入する原料としては、例え
ば、多結晶シリコンのインゴットを粉砕機等で破砕して
フレーク状にしたもの、あるいは、気体原料から熱分解
法により粒状に析出させた多結晶シリコンの顆粒等であ
り、必要に応じてホウ素（Ｂ）やリン（Ｐ）等のドーパ
ントと呼ばれる添加元素がさらに添加される。また、ガ
リウムヒ素の場合も同様で、この場合には、添加元素は
亜鉛（Ｚｎ）もしくはシリコン（Ｓｉ）等である。
原料２２を、外ルツボ１１と内ルツボ１２との間の半導
体融液２１の液面２３上に連続的に供給するためのもの
である。原料供給管５から投入する原料としては、例え
ば、多結晶シリコンのインゴットを粉砕機等で破砕して
フレーク状にしたもの、あるいは、気体原料から熱分解
法により粒状に析出させた多結晶シリコンの顆粒等であ
り、必要に応じてホウ素（Ｂ）やリン（Ｐ）等のドーパ
ントと呼ばれる添加元素がさらに添加される。また、ガ
リウムヒ素の場合も同様で、この場合には、添加元素は
亜鉛（Ｚｎ）もしくはシリコン（Ｓｉ）等である。
【００１８】チャンパ２の上部には、引上機構及びチャ
ンパ２内にアルゴンガス（Ａｒ）等の不活性ガスを導入
する導入口等が設けられている。引上機構の一部である
引上ワイヤ２４は、二重ルツボの上方で後述する所定の
回転速度で回転しつつ上下動するように構成されてい
る。この引上ワイヤ２４の先端には、チャックを介して
半導体単結晶の種結晶２５が取り付けられる。そして、
この種結晶２５を内ルツボ１２の内側領域の半導体融液
２１に浸した後に、上昇させ、種結晶２５を始点として
順次成長した半導体単結晶２６がアルゴンガス（Ａｒ）
等の不活性ガス雰囲気中で引き上げられる。
ンパ２内にアルゴンガス（Ａｒ）等の不活性ガスを導入
する導入口等が設けられている。引上機構の一部である
引上ワイヤ２４は、二重ルツボの上方で後述する所定の
回転速度で回転しつつ上下動するように構成されてい
る。この引上ワイヤ２４の先端には、チャックを介して
半導体単結晶の種結晶２５が取り付けられる。そして、
この種結晶２５を内ルツボ１２の内側領域の半導体融液
２１に浸した後に、上昇させ、種結晶２５を始点として
順次成長した半導体単結晶２６がアルゴンガス（Ａｒ）
等の不活性ガス雰囲気中で引き上げられる。
【００１９】原料供給管５は、上端から原料を投入し、
下端開口５ａから原料を排出するもので、上端側が支持
されて垂下され、外ルツボ１１の周壁よりの位置に下端
開口５ａが位置している。この原料供給管５は、コンタ
ミネーション防止及び加工性の点から、矩形断面の石英
管で構成されている。
下端開口５ａから原料を排出するもので、上端側が支持
されて垂下され、外ルツボ１１の周壁よりの位置に下端
開口５ａが位置している。この原料供給管５は、コンタ
ミネーション防止及び加工性の点から、矩形断面の石英
管で構成されている。
【００２０】前記したように、前記シャフト１４は回転
駆動されこれにより外ルツボ１１は水平面内で回転させ
られ、前記引上ワイヤ２４はその軸線を中心として回転
させられる。シャフト１４及び引上ワイヤ２４との回転
方向は互いに逆方向とされている。ここで、前記外ルツ
ボ１１の回転速度を０．０５〜５ｒｐｍとし、引上ワイ
ヤ２４即ち半導体単結晶インゴット２６の回転速度を８
〜２５ｒｐｍとしてある。好ましくは、前記外ルツボ１
１の回転速度を０．１〜３ｒｐｍとし、半導体単結晶イ
ンゴットの回転速度を１０〜１５ｒｐｍとする。
駆動されこれにより外ルツボ１１は水平面内で回転させ
られ、前記引上ワイヤ２４はその軸線を中心として回転
させられる。シャフト１４及び引上ワイヤ２４との回転
方向は互いに逆方向とされている。ここで、前記外ルツ
ボ１１の回転速度を０．０５〜５ｒｐｍとし、引上ワイ
ヤ２４即ち半導体単結晶インゴット２６の回転速度を８
〜２５ｒｐｍとしてある。好ましくは、前記外ルツボ１
１の回転速度を０．１〜３ｒｐｍとし、半導体単結晶イ
ンゴットの回転速度を１０〜１５ｒｐｍとする。
【００２１】この結果、外ルツボ１１及び半導体単結晶
インゴット２６の回転により、インゴット中の酸素濃度
を低く抑えることができるとともに、酸素濃度の均一性
を確保することができる。外ルツボの回転速度が０．０
５ｒｐｍ以上であるのは、それ未満では単結晶化率が低
下するからであり、外ルツボの回転速度が５ｒｐｍ以下
であるのは、それを越えると酸素濃度の均一性が保たれ
ないからである。また、半導体単結晶インゴットの回転
速度が８ｒｐｍ以上であるのは、それ未満では酸素濃度
の面内分布が悪くなるからであり、半導体単結晶インゴ
ットの回転速度が２５ｒｐｍ以下であるのは、それを越
えると単結晶化率が低下するからである。
インゴット２６の回転により、インゴット中の酸素濃度
を低く抑えることができるとともに、酸素濃度の均一性
を確保することができる。外ルツボの回転速度が０．０
５ｒｐｍ以上であるのは、それ未満では単結晶化率が低
下するからであり、外ルツボの回転速度が５ｒｐｍ以下
であるのは、それを越えると酸素濃度の均一性が保たれ
ないからである。また、半導体単結晶インゴットの回転
速度が８ｒｐｍ以上であるのは、それ未満では酸素濃度
の面内分布が悪くなるからであり、半導体単結晶インゴ
ットの回転速度が２５ｒｐｍ以下であるのは、それを越
えると単結晶化率が低下するからである。
【００２２】
【実施例】本発明の一実施例のシリコン単結晶引上方法
について説明する。
について説明する。
【００２３】図１は、本発明の一実施例の単結晶引上方
法により引き上げた６”φシリコン単結晶インゴットの
成長軸方向の酸素濃度分布を示す。図１中●は、実施例
１を示し、○は実施例２を示し、□は比較例を示す。
法により引き上げた６”φシリコン単結晶インゴットの
成長軸方向の酸素濃度分布を示す。図１中●は、実施例
１を示し、○は実施例２を示し、□は比較例を示す。
【００２４】ここで、実施例１は、外ルツボ１１の回転
速度が０．５ｒｐｍ、半導体単結晶インゴット２６の回
転速度が１２ｒｐｍであり、印加した磁場は、０．３ｔ
ｅｓｌａであり、密閉容器内の内圧１０ｔｏｒｒ、アル
ゴンガス流量３０〜６０ｌ／ｍｉｎである。
速度が０．５ｒｐｍ、半導体単結晶インゴット２６の回
転速度が１２ｒｐｍであり、印加した磁場は、０．３ｔ
ｅｓｌａであり、密閉容器内の内圧１０ｔｏｒｒ、アル
ゴンガス流量３０〜６０ｌ／ｍｉｎである。
【００２５】実施例２は、外ルツボ１１の回転速度が２
ｒｐｍ、半導体単結晶インゴット２６の回転速度が１２
ｒｐｍであり、印加した磁場は、０．３ｔｅｓｌａであ
り、密閉容器内の内圧１０ｔｏｒｒ、アルゴンガス流量
３０〜６０ｌ／ｍｉｎである。
ｒｐｍ、半導体単結晶インゴット２６の回転速度が１２
ｒｐｍであり、印加した磁場は、０．３ｔｅｓｌａであ
り、密閉容器内の内圧１０ｔｏｒｒ、アルゴンガス流量
３０〜６０ｌ／ｍｉｎである。
【００２６】比較例は、外ルツボ１１の回転速度が８ｒ
ｐｍ、半導体単結晶インゴット２６の回転速度が１２ｒ
ｐｍであり、印加した磁場は、０．３ｔｅｓｌａであ
り、密閉容器内の内圧１０ｔｏｒｒ、アルゴンガス流量
８０ｌ／ｍｉｎである。
ｐｍ、半導体単結晶インゴット２６の回転速度が１２ｒ
ｐｍであり、印加した磁場は、０．３ｔｅｓｌａであ
り、密閉容器内の内圧１０ｔｏｒｒ、アルゴンガス流量
８０ｌ／ｍｉｎである。
【００２７】図２は、前記実施例２で得られた半導体単
結晶インゴットの結晶長２００ｍｍ、１０００ｍｍ、１
８００ｍｍの横断面の酸素濃度分布を示す。図中のＯＲ
Ｇとは、径方向の酸素濃度変動率を示すもので、（（Ｏ
C−ＯP）／ＯC）×１００で表される。ＯCはウエーハ中
心の酸素濃度であり、ＯPはウェーハ端から５ｍｍ部の
酸素濃度である。
結晶インゴットの結晶長２００ｍｍ、１０００ｍｍ、１
８００ｍｍの横断面の酸素濃度分布を示す。図中のＯＲ
Ｇとは、径方向の酸素濃度変動率を示すもので、（（Ｏ
C−ＯP）／ＯC）×１００で表される。ＯCはウエーハ中
心の酸素濃度であり、ＯPはウェーハ端から５ｍｍ部の
酸素濃度である。
【００２８】図１又は図２により、実施例１及び２によ
れば、半導体単結晶インゴットの結晶長１０００ｍｍ以
上において、含有酸素濃度が０．５〜１．０×１０18ａ
ｔｏｍｓ／ｃｃの範囲にあって、成長軸方向の酸素濃度
分布が、中心値（（酸素濃度の最大値＋最小値）／２）
に対して±０．０５ａｔｏｍｓ／ｃｃであることがわか
る。すなわち、結晶長方向に低酸素でかつその濃度の均
一性が維持されることがわかる。
れば、半導体単結晶インゴットの結晶長１０００ｍｍ以
上において、含有酸素濃度が０．５〜１．０×１０18ａ
ｔｏｍｓ／ｃｃの範囲にあって、成長軸方向の酸素濃度
分布が、中心値（（酸素濃度の最大値＋最小値）／２）
に対して±０．０５ａｔｏｍｓ／ｃｃであることがわか
る。すなわち、結晶長方向に低酸素でかつその濃度の均
一性が維持されることがわかる。
【００２９】図３は、磁場の強さと酸素濃度との関係を
示すグラフであり、条件は、６”φ結晶、外ルツボ回転
速度が５ｒｐｍ、結晶回転速度１２ｒｐｍの下で実験し
た結果を示すものである。図３によれば、０．３ｔｅｓ
ｌａ以上の磁場を印加すれば、酸素濃度が１．０×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以下になることがわかる。
示すグラフであり、条件は、６”φ結晶、外ルツボ回転
速度が５ｒｐｍ、結晶回転速度１２ｒｐｍの下で実験し
た結果を示すものである。図３によれば、０．３ｔｅｓ
ｌａ以上の磁場を印加すれば、酸素濃度が１．０×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以下になることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の低酸素濃
度単結晶インゴットによれば、本発明の請求項１記載の
低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴットの結晶長１
０００ｍｍ以上において、含有酸素濃度が０．５〜１．
０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃの範囲にあって、成長軸方
向の酸素濃度分布が、中心値（（酸素濃度の最大値＋最
小値）／２）に対して±０．０５ａｔｏｍｓ／ｃｃであ
る。
度単結晶インゴットによれば、本発明の請求項１記載の
低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴットの結晶長１
０００ｍｍ以上において、含有酸素濃度が０．５〜１．
０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃの範囲にあって、成長軸方
向の酸素濃度分布が、中心値（（酸素濃度の最大値＋最
小値）／２）に対して±０．０５ａｔｏｍｓ／ｃｃであ
る。
【００３１】請求項２記載の単結晶引上方法は、気密容
器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液を貯留し、
この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ルツボを載置
して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツボとの間に
原料を供給し、前記気密容器の外部から前記外ルツボ内
の半導体融液に磁場を印加し、前記外ルツボを回転させ
つつ、前記内ルツボの内側領域から半導体単結晶インゴ
ットを軸線方向を中心として回転させつつ引き上げる単
結晶引上方法において、前記外ルツボの回転速度を０．
０５〜５ｒｐｍとし、半導体単結晶インゴットの回転速
度を８〜２５ｒｐｍとしたので、外ルツボ及び半導体単
結晶インゴットの回転により、半導体融液中に強制対流
が自然対流を相殺する方向に生じ、半導体単結晶インゴ
ット中の酸素濃度を低く抑えることができるとともに、
酸素濃度の均一性を確保することができる。
器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液を貯留し、
この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ルツボを載置
して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツボとの間に
原料を供給し、前記気密容器の外部から前記外ルツボ内
の半導体融液に磁場を印加し、前記外ルツボを回転させ
つつ、前記内ルツボの内側領域から半導体単結晶インゴ
ットを軸線方向を中心として回転させつつ引き上げる単
結晶引上方法において、前記外ルツボの回転速度を０．
０５〜５ｒｐｍとし、半導体単結晶インゴットの回転速
度を８〜２５ｒｐｍとしたので、外ルツボ及び半導体単
結晶インゴットの回転により、半導体融液中に強制対流
が自然対流を相殺する方向に生じ、半導体単結晶インゴ
ット中の酸素濃度を低く抑えることができるとともに、
酸素濃度の均一性を確保することができる。
【００３２】本発明の請求項３記載の単結晶引上方法
は、請求項２記載の単結晶引上方法において、前記外ル
ツボの回転速度を０．１〜３ｒｐｍとし、半導体単結晶
インゴットの回転速度を１０〜１５ｒｐｍとしたので、
酸素濃度の制御性を更に高めることができる。
は、請求項２記載の単結晶引上方法において、前記外ル
ツボの回転速度を０．１〜３ｒｐｍとし、半導体単結晶
インゴットの回転速度を１０〜１５ｒｐｍとしたので、
酸素濃度の制御性を更に高めることができる。
【図１】本発明の一実施例の成長軸方向の酸素濃度分布
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施例の単結晶の半径方向の酸素濃
度分布を示すグラフである。
度分布を示すグラフである。
【図３】磁場の強さと酸素濃度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】従来のＣＺ法による単結晶の酸素濃度分布を示
すグラフである。
すグラフである。
【図５】従来のＣＺ法による単結晶の酸素濃度分布を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】本発明の単結晶引上方法が適用される単結晶引
上装置を示す概略図である。
上装置を示す概略図である。
２ チャンパ（気密容器） ３ 二重ルツボ ４ ヒーター ５ 原料供給管 ６ 電磁石 １１ 外ルツボ １２ 内ルツボ １２ａ 連通部 １４ シャフト １５ サセプタ ２１ 半導体融液 ２４ 引上ワイヤ ２６ 半導体単結晶インゴット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 降屋 久 東京都千代田区大手町一丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 喜田 道夫 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 インゴットの結晶長１０００ｍｍ以上に
おいて、含有酸素濃度が０．５〜１．０×１０18ａｔｏ
ｍｓ／ｃｃ（赤外吸収分光法における変換係数ｆc＝
４．８１とした場合、以下同様）の範囲にあって、成長
軸方向の酸素濃度分布が、中心値（（酸素濃度の最大値
＋最小値）／２）に対して±０．０５ａｔｏｍｓ／ｃｃ
であることを特徴とする低酸素濃度単結晶インゴット。 - 【請求項２】 気密容器の内部に設けられた外ルツボに
半導体融液を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体
である内ルツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツ
ボと内ルツボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外
部から前記外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前
記外ルツボを回転させつつ、前記内ルツボの内側領域か
ら半導体単結晶インゴットを成長軸方向を中心として回
転させつつ引き上げる単結晶引上方法において、 前記外ルツボの回転速度を０．０５〜５ｒｐｍとし、半
導体単結晶インゴットの回転速度を８〜２５ｒｐｍとし
たことを特徴とする単結晶引上方法。 - 【請求項３】 前記外ルツボの回転速度を０．１〜３ｒ
ｐｍとし、半導体単結晶インゴットの回転速度を１０〜
１５ｒｐｍとしたことを特徴とする請求項２記載の単結
晶引上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4500896A JPH09235192A (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 低酸素濃度単結晶インゴット及び単結晶引上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4500896A JPH09235192A (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 低酸素濃度単結晶インゴット及び単結晶引上方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235192A true JPH09235192A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=12707352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4500896A Pending JPH09235192A (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 低酸素濃度単結晶インゴット及び単結晶引上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09235192A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002093814A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Memc Japan Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの基板単結晶およびその製造方法 |
| US6592662B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-07-15 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for preparing silicon single crystal and silicon single crystal |
| EP2055812A1 (en) | 2007-11-02 | 2009-05-06 | Siltron Inc. | Semiconductor single crystal growth method having improvement in oxygen concentration characteristics |
| TWI635199B (zh) * | 2016-06-28 | 2018-09-11 | 日商Ｓｕｍｃｏ股份有限公司 | 單晶矽的製造方法 |
-
1996
- 1996-03-01 JP JP4500896A patent/JPH09235192A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6592662B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-07-15 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for preparing silicon single crystal and silicon single crystal |
| JP2002093814A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Memc Japan Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの基板単結晶およびその製造方法 |
| EP2055812A1 (en) | 2007-11-02 | 2009-05-06 | Siltron Inc. | Semiconductor single crystal growth method having improvement in oxygen concentration characteristics |
| KR100906284B1 (ko) * | 2007-11-02 | 2009-07-06 | 주식회사 실트론 | 산소농도 특성이 개선된 반도체 단결정의 제조방법 |
| US8114216B2 (en) | 2007-11-02 | 2012-02-14 | Siltron, Inc. | Semiconductor single crystal growth method having improvement in oxygen concentration characteristics |
| TWI635199B (zh) * | 2016-06-28 | 2018-09-11 | 日商Ｓｕｍｃｏ股份有限公司 | 單晶矽的製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |