JPH10265294A - 単結晶の引き上げ装置及び方法 - Google Patents
単結晶の引き上げ装置及び方法Info
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Abstract
温度勾配の変動を実質的に回避する。 【解決手段】 シリコン単結晶の引き上げ装置は、結晶
化境界で成長する単結晶を環状に取り囲み該単結晶に対
向する面を有する要素を備える。該要素は、結晶化境界
と略同じ高さで単結晶を取り囲み、単結晶により放射さ
れた熱線を反射する特性又は熱線を放射する特性を有す
る。本発明は、更に、単結晶を取り囲む要素を用いて該
単結晶に熱作用を及ぼすシリコン単結晶の引き上げ方法
に関する。
Description
する単結晶を環状に取り囲み該単結晶に対向する面を有
する要素を備えた、シリコン単結晶を引き上げるための
装置に関する。本発明は、更に、引き上げ速度Vが、結
晶化境界の近傍での単結晶の軸線方向温度勾配をGとす
る比V/Gで1.3×10-3cm2 min-1K-1±10
%の値を採るように単結晶を引き上げるシリコン単結晶
の引き上げ方法に関する。
7号明細書には、単結晶から分離したシリコン半導体ウ
ェーハには所謂積層欠陥リングを生じることがある、旨
記載されている。積層欠陥リングの発生は、引き上げ速
度Vと結晶化境界近傍の軸線方向温度勾配Gと密接に関
連している。実験的に得られた公式V/G=1.3×1
0-3cm2 min-1K-1によれば、それを越えると積層
欠陥リングが生じ始めるより低い引き上げ速度を規定す
ることができる。
る欠陥型と欠陥密度の存在を特徴とする半導体ウェーハ
領域を分離することを記載している(E. Dornberger 及
びW.V. Ammon「Journal Of The Electrochemical Socie
ty」第143巻、第5号、1996年)。この参考文献
は、また、通常採用される引き上げ方法では結晶化境界
近傍の温度勾配が結晶軸線から視て半径方向に一定では
なく変動する、旨記載している。
化境界近傍における半径方向の軸線方向温度勾配の変動
を実質的に回避することである。
で成長する単結晶を環状に取り囲み該単結晶に対向する
面を有する要素を備え、該要素が、結晶化境界と略同じ
高さで単結晶を取り囲み、単結晶により放射された熱線
を反射する特性又は熱線を放射する特性を有することを
特徴とする装置により、達成される。
界の近傍での単結晶の軸線方向温度勾配をGとする比V
/Gで1.3×10-3cm2 min-1K-1±10%の値
を採るように単結晶を引き上げるシリコン単結晶の引き
上げ方法であって、単結晶が、結晶化境界と略同じ高さ
で単結晶を取り囲む要素により熱作用を受けることを特
徴とする方法により、達成される。
の軸線方向温度勾配Gの標準化は、完全に調整可能な欠
陥特性を有する半導体ウェーハの製造を可能とする。
に説明する。発明の理解に要する特徴のみが図示されて
いる。図1は、成長する単結晶の概略縦断面図である。
軸線対称のため右側半部のみが示されている。
長に必要な材料は、融液3により供給される。単結晶の
周囲には、それ自体公知の熱シールド4が配置されてい
る。このシールドは、結晶化境界の近傍で、単結晶から
距離D内の位置まで延びる要素5に接続されている。距
離Dは、好ましくは10乃至50mmである。要素5
は、単結晶1に対向する面6を有し、引き上げ方向に高
さHに亘り延びている。高さHは、好ましくは25乃至
100mmである。面6は、単結晶の長軸線7に対し
て、好ましくは単結晶の側に傾斜している。角度αは、
好ましくは0乃至60°である。面は必ずしも平面であ
る必要はなく、凹状または凸状であってもよい。
置されているので、結晶化境界領域は、要素により熱作
用を受ける。本発明においては、結晶化境界領域は、結
晶化境界2及び単結晶内2mmに亘る部分と考えられ
る。
度勾配の標準化を可能にするために、この要素は、単結
晶により放射される熱線をよく反射するか、または単結
晶に熱を加えることができるものでなければならない。
第一の場合については、要素5または少なくともその面
6は、たとえばモリブデンや研磨グラファイト等熱線の
高い反射率を有する材料で構成される。第二の場合につ
いては、要素5は、加熱要素好ましくは抵抗加熱器とし
て構成される。温度勾配の半径方向均一性を更に改善す
るために、例えば米国特許第5567399号明細書に
記載されたような強制冷却器を要素上に設けることによ
り、強制的な冷却を要素の上方で実施してもよい。
ない。要素は、熱シールドとは独立のフレームに固定し
てもよい。
る。 (1)結晶化境界で成長する単結晶を環状に取り囲み該
単結晶に対向する面を有する要素を備えた、シリコン単
結晶を引き上げるための装置であって、前記要素が、結
晶化境界と略同じ高さで単結晶を取り囲み、単結晶によ
り放射された熱線を反射する特性又は熱線を放射する特
性を有することを特徴とする装置。 (2)前記要素が、単結晶を取り囲む熱シールドの下縁
部に接続されていることを特徴とする上記(1)に記載
の装置。 (3)前記要素の面が、単結晶の長軸線に対して特定の
角度で傾斜していることを特徴とする上記(1)または
(2)に記載の装置。 (4)前記要素が、25乃至100mm長の高さHを有
することを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれか
一項に記載の装置。 (5)前記要素が、単結晶から10乃至50mmの距離
Dの範囲で延びることを特徴とする上記(1)乃至
(4)のいずれか一項に記載の装置。 (6)引き上げ速度Vが、結晶化境界の近傍での単結晶
の軸線方向温度勾配をGとする比V/Gで1.3×10
-3cm2 min-1K-1±10%の値を採るように単結晶
を引き上げるシリコン単結晶の引き上げ方法であって、
単結晶が、結晶化境界と略同じ高さで単結晶を取り囲む
要素により熱作用を受けることを特徴とする方法。 (7)単結晶からの熱線を要素で反射することを特徴と
する上記(6)に記載の方法。 (8)要素を用いて単結晶に熱線を放射することを特徴
とする上記(6)に記載の方法。 (9)要素の上方で強制的に冷却を行うことを特徴とす
る上記(6)乃至(8)のいずれか一項に記載の方法。
単結晶の引き上げに際して、結晶化境界近傍における半
径方向の軸線方向温度勾配の変動を実質的に回避するこ
とができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 結晶化境界で成長する単結晶を環状に取
り囲み該単結晶に対向する面を有する要素を備えた、シ
リコン単結晶を引き上げるための装置であって、前記要
素が、結晶化境界と略同じ高さで単結晶を取り囲み、単
結晶により放射された熱線を反射する特性又は熱線を放
射する特性を有する、ことを特徴とする装置。 - 【請求項2】 引き上げ速度Vが、結晶化境界の近傍で
の単結晶の軸線方向温度勾配をGとする比V/Gで1.
3×10-3cm2 min-1K-1±10%の値を採るよう
に単結晶を引き上げるシリコン単結晶の引き上げ方法で
あって、 単結晶が、結晶化境界と略同じ高さで単結晶を取り囲む
要素により熱作用を受ける、ことを特徴とする方法。
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