JPS6033294A - 単結晶半導体引上装置 - Google Patents
単結晶半導体引上装置Info
- Publication number
- JPS6033294A JPS6033294A JP13925583A JP13925583A JPS6033294A JP S6033294 A JPS6033294 A JP S6033294A JP 13925583 A JP13925583 A JP 13925583A JP 13925583 A JP13925583 A JP 13925583A JP S6033294 A JPS6033294 A JP S6033294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- double
- single crystal
- internal
- pulling device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は単結晶手導体引上装置の改良に関する。
牛導体装置の製造に用いられる単結晶牛専体は主にチョ
クラルスキー法（ＣＺ法）によって製造されている。従
来、このＣＺ法には第１図に示すよら７）１鈷慕座這イ
＊ＥＩＬ壮躯ユ？ｉ１２＋−−ムている。
クラルスキー法（ＣＺ法）によって製造されている。従
来、このＣＺ法には第１図に示すよら７）１鈷慕座這イ
＊ＥＩＬ壮躯ユ？ｉ１２＋−−ムている。
すなわち、図中１は上部と下部が開口したチャンバーで
おる。このチャンバー１の下部開口からは回転自在な支
持棒２が挿入されておシ、この支持棒２上には黒鉛製保
護体３が支持され、石英ルツボ４を保護している。前記
保護体３の外周には円筒状のヒータ５及び保温筒６が順
次配設されている。また、前記チャンバー１の上部開口
からは例えばチェーン１が吊下されておシ、種結晶８を
保持している。
おる。このチャンバー１の下部開口からは回転自在な支
持棒２が挿入されておシ、この支持棒２上には黒鉛製保
護体３が支持され、石英ルツボ４を保護している。前記
保護体３の外周には円筒状のヒータ５及び保温筒６が順
次配設されている。また、前記チャンバー１の上部開口
からは例えばチェーン１が吊下されておシ、種結晶８を
保持している。
上記引上装置を用いたＣＺ法は、単結晶シリコンを製造
する場合を例にとれば、ルツが４内にシリコン原料を入
れ、ヒータ５によシリコン原料を溶融させ、この溶融シ
リコン９に種結晶８を浸し、ルツ？４と種結晶８とを逆
方向に回転させながらチェーン７を引ユげることによシ
単結晶シリコン１０を引上げるものである。
する場合を例にとれば、ルツが４内にシリコン原料を入
れ、ヒータ５によシリコン原料を溶融させ、この溶融シ
リコン９に種結晶８を浸し、ルツ？４と種結晶８とを逆
方向に回転させながらチェーン７を引ユげることによシ
単結晶シリコン１０を引上げるものである。
ところで、単結晶シリコンの引上げ中において、ルツボ
４内の溶融シリコン９中では強制対流や熱対流が起こり
、結晶成長界面近傍における溶ｉｌｌ！ｉＩｙ ＩＪコ
ン９の温度分布、不純物濃度、酸素濃度が不均一となっ
ている。このため、引上げられた単結晶シリコン１０は
成長方向、径方向ともに比抵抗分布、酸素濃度分布の均
一性が悪くなり、超ＬＳＩ用の高品質なウエノ・を供給
することが困難であった＠ そこで、溶融シリコンに水平方向おるいは鉛直方向に磁
場を印加することにより対６ｔＵを抑制し、単結晶７リ
コンの比抵抗分布、酸素濃度分布の均一化を図ることが
行なわれている。しかし、このように溶融シリコンに磁
場を印加しても単結晶シリコンの物性がそれはど向上す
るわけではない。これは、溶融シリコンに磁場を印加し
ただけでは結晶成長界面近傍における温度分布、不純物
濃度分布、酸素濃度分布を十分に均一化することができ
ないためであると考えられる。
４内の溶融シリコン９中では強制対流や熱対流が起こり
、結晶成長界面近傍における溶ｉｌｌ！ｉＩｙ ＩＪコ
ン９の温度分布、不純物濃度、酸素濃度が不均一となっ
ている。このため、引上げられた単結晶シリコン１０は
成長方向、径方向ともに比抵抗分布、酸素濃度分布の均
一性が悪くなり、超ＬＳＩ用の高品質なウエノ・を供給
することが困難であった＠ そこで、溶融シリコンに水平方向おるいは鉛直方向に磁
場を印加することにより対６ｔＵを抑制し、単結晶７リ
コンの比抵抗分布、酸素濃度分布の均一化を図ることが
行なわれている。しかし、このように溶融シリコンに磁
場を印加しても単結晶シリコンの物性がそれはど向上す
るわけではない。これは、溶融シリコンに磁場を印加し
ただけでは結晶成長界面近傍における温度分布、不純物
濃度分布、酸素濃度分布を十分に均一化することができ
ないためであると考えられる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであシ、成長方
向、径方向のいずれにおいても物性の均一化した高品質
の単結晶牛導体を製造し得る単結晶手導体引上装置を提
供できるものである。
向、径方向のいずれにおいても物性の均一化した高品質
の単結晶牛導体を製造し得る単結晶手導体引上装置を提
供できるものである。
すなわち、本発明の単結晶宇導体引上装置は、ルツボと
して二重構造のものを用い、その内側ルツボ側面の所望
位置に貫通孔を穿設するとともに、ルツメ内の溶融中導
体原料に鉛直方向の磁場を印加する手段を設けたことを
特徴とするものでおる。
して二重構造のものを用い、その内側ルツボ側面の所望
位置に貫通孔を穿設するとともに、ルツメ内の溶融中導
体原料に鉛直方向の磁場を印加する手段を設けたことを
特徴とするものでおる。
こうした単結晶＃−導体引上装置によれば、磁場を印加
することによる対流の抑制効果と、二重構造のルツボに
よる不純物濃度、酸素濃度の均一化効果に加えて、両者
を組み合わせたことによシ、結晶成長界面近傍の温度分
布を均一化することができ、単結晶牛導体の成長方向、
径方向のいずれにおいても物性を著しく向上することが
できる。
することによる対流の抑制効果と、二重構造のルツボに
よる不純物濃度、酸素濃度の均一化効果に加えて、両者
を組み合わせたことによシ、結晶成長界面近傍の温度分
布を均一化することができ、単結晶牛導体の成長方向、
径方向のいずれにおいても物性を著しく向上することが
できる。
以下、本発明の実施例を第２図を参照して説明する。な
お、第１図に示した従来の引上装置と同一の部材には同
一番号を付して説明を省略するＯ 図中１１は保護体３によって保護された二重ルツ〆であ
シ、外側ルツボＩｌａと有底の内側ルツ〆ｌｌｂとから
なる。この内側ルツ＞ｌ？ＺＪｂ側面の所定位置には貫
通孔１１ａが穿設されている。この内側ルツｇｌｌｂは
上方から吊り下げられるか、または外側ルツボ１１＆に
取付けられた支持部材によって支持されている。また、
チャンバー１の外周にはリング状の超電導コイルｚ２が
配設されている。この超電導コイル１２には図示しない
液体ヘリウム冷凍器から液体ヘリウムが供給される。
お、第１図に示した従来の引上装置と同一の部材には同
一番号を付して説明を省略するＯ 図中１１は保護体３によって保護された二重ルツ〆であ
シ、外側ルツボＩｌａと有底の内側ルツ〆ｌｌｂとから
なる。この内側ルツ＞ｌ？ＺＪｂ側面の所定位置には貫
通孔１１ａが穿設されている。この内側ルツｇｌｌｂは
上方から吊り下げられるか、または外側ルツボ１１＆に
取付けられた支持部材によって支持されている。また、
チャンバー１の外周にはリング状の超電導コイルｚ２が
配設されている。この超電導コイル１２には図示しない
液体ヘリウム冷凍器から液体ヘリウムが供給される。
しかして上記引上装置によれば、Ｍｉ電導コイル１２に
より溶融シリコン９に鉛直方向の磁場を印加しているの
で、主に対流の水平方向の成分を有効に抑制することが
できる。この結果、単結晶シリコン１０中の酸素濃度の
絶対値の制御が容易となる。また、二重ルツｙＩ？Ｉ
Ｚを用いているので、内側ルツｇ’ｌｌｂの溶融シリコ
ン９中の不純物濃度及び酸素濃度をほぼ一定に保つこと
ができる。つ−！シ、単結晶シリコン１０１ｒｘＦＪＩ
ＬＬ−１１’、＾＝Ｊ＆ノーｍ１ｎ４１ン１１４０ｈｋ
ｒ？ｈＩにＩイ［１１１ｎ−１ソー？ｘｚｂ内の不純物
濃度が変化しても、内側ルツｚｘｘｂの側面に穿設され
た貫通孔１１ｃから溶融シリコン９が供給されるので、
内側ルツボ１１ｂ内の不純物濃度をほぼ一定に保つこと
ができる。
より溶融シリコン９に鉛直方向の磁場を印加しているの
で、主に対流の水平方向の成分を有効に抑制することが
できる。この結果、単結晶シリコン１０中の酸素濃度の
絶対値の制御が容易となる。また、二重ルツｙＩ？Ｉ
Ｚを用いているので、内側ルツｇ’ｌｌｂの溶融シリコ
ン９中の不純物濃度及び酸素濃度をほぼ一定に保つこと
ができる。つ−！シ、単結晶シリコン１０１ｒｘＦＪＩ
ＬＬ−１１’、＾＝Ｊ＆ノーｍ１ｎ４１ン１１４０ｈｋ
ｒ？ｈＩにＩイ［１１１ｎ−１ソー？ｘｚｂ内の不純物
濃度が変化しても、内側ルツｚｘｘｂの側面に穿設され
た貫通孔１１ｃから溶融シリコン９が供給されるので、
内側ルツボ１１ｂ内の不純物濃度をほぼ一定に保つこと
ができる。
更に、上述したように溶融シリコン９０対流の水平方向
の成分が抑制されていることと、内側ルツｌ１ｌｂの溶
融シリコン９の液面から突出している部分は放熱板とし
て作用していることから、内側ルツＭｌｌｂ内の水平方
向の温度分布を均一化することができる。この結果、単
結晶シリコン１０の径方向の不純物濃度分布及び酸素濃
度分布を均一化することができる。なお、上記実施例の
引上装置においては、内側ルツボｚｚｂの底面によって
対流の鉛直方向成分の影響が内側ルツがｚｚｂ内の溶融
シリコン９に及ぶのを防止することができるので、単結
晶シリコン１０の物性の均一化にとってよシ一層効果的
となる。以上のように、二重ルツボ１１を用いるととも
に超電導コイル１ａにより溶融シリコン９に鉛直方向の
磁場を印加することによシ、単結晶シリコン１０の成長
方向、径方向いずれにおいても不純物ｉＡａ分布、酸に
５９度分布を均一化することができる。
の成分が抑制されていることと、内側ルツｌ１ｌｂの溶
融シリコン９の液面から突出している部分は放熱板とし
て作用していることから、内側ルツＭｌｌｂ内の水平方
向の温度分布を均一化することができる。この結果、単
結晶シリコン１０の径方向の不純物濃度分布及び酸素濃
度分布を均一化することができる。なお、上記実施例の
引上装置においては、内側ルツボｚｚｂの底面によって
対流の鉛直方向成分の影響が内側ルツがｚｚｂ内の溶融
シリコン９に及ぶのを防止することができるので、単結
晶シリコン１０の物性の均一化にとってよシ一層効果的
となる。以上のように、二重ルツボ１１を用いるととも
に超電導コイル１ａにより溶融シリコン９に鉛直方向の
磁場を印加することによシ、単結晶シリコン１０の成長
方向、径方向いずれにおいても不純物ｉＡａ分布、酸に
５９度分布を均一化することができる。
なお、本発明の単結黒牛導体引上装置に用いられる二重
ルツボは例えば第３図に示す如く、外側ルツｙｔ” ｚ
、ｖ ａと内側ルツボ１３ｔとが一体化しておシ、内
側ルツボＺ 、？ ａの所望位置に貫通孔Ｚ３ｃが穿設
された二重ルツ１ｒｉｓでもよい。
ルツボは例えば第３図に示す如く、外側ルツｙｔ” ｚ
、ｖ ａと内側ルツボ１３ｔとが一体化しておシ、内
側ルツボＺ 、？ ａの所望位置に貫通孔Ｚ３ｃが穿設
された二重ルツ１ｒｉｓでもよい。
こうした二］（ルツｙｔ？ＺＪでは対流の鉛［方向の成
分を抑制する効果は少ないものの、その他の点では上記
実施例とほぼ同様な効果を得ることができる。
分を抑制する効果は少ないものの、その他の点では上記
実施例とほぼ同様な効果を得ることができる。
なお、以上の説明では単結晶シリコンを製造する場合に
ついて述べたが、これに限らず例えばＧａＡｓ等の単結
晶手導体を製造する場合にも同様に適用できることは勿
論である。
ついて述べたが、これに限らず例えばＧａＡｓ等の単結
晶手導体を製造する場合にも同様に適用できることは勿
論である。
以上詳述した＃０ ＜ 、本発明の単結晶中心体引上装
置によれば、成長方向、径方向のいずれにおいても不純
物濃度等の物性の均一化した高品質の単結黒牛導体を製
造することができる等顕著な効果を奏するものである。
置によれば、成長方向、径方向のいずれにおいても不純
物濃度等の物性の均一化した高品質の単結黒牛導体を製
造することができる等顕著な効果を奏するものである。
第１図は従来の単結晶ヰ導体引上装置の断面図、第２図
は本発明の実施例における単結黒牛導体引上装置の断面
図、第３図は本発明の他の実施例における単結黒牛導体
引上装置の断面図である。 Ｉ・・・チャンバー、２・・・支持棒、３・・・保護体
、５・・・ヒータ、６・・・保温筒、７・・・チェーン
、８・・・種結晶、９・・・溶融シリコン、１０・・・
単結晶シリコン、Ｚ Ｚ 、 Ｚ ３−・・二重ルツボ
、１１ ｍ 、１３ａ・・・外側ルツボ、ｌｌｂ、１．
１ｂ・・・内側ルツボ、Ｚｌｃ、１３ｃ・・・貫通孔、
１２・・・超電導コイル。 出願人代理人 弁理士 銘 江 武 彦第１図 第２図
は本発明の実施例における単結黒牛導体引上装置の断面
図、第３図は本発明の他の実施例における単結黒牛導体
引上装置の断面図である。 Ｉ・・・チャンバー、２・・・支持棒、３・・・保護体
、５・・・ヒータ、６・・・保温筒、７・・・チェーン
、８・・・種結晶、９・・・溶融シリコン、１０・・・
単結晶シリコン、Ｚ Ｚ 、 Ｚ ３−・・二重ルツボ
、１１ ｍ 、１３ａ・・・外側ルツボ、ｌｌｂ、１．
１ｂ・・・内側ルツボ、Ｚｌｃ、１３ｃ・・・貫通孔、
１２・・・超電導コイル。 出願人代理人 弁理士 銘 江 武 彦第１図 第２図
Claims (1)
- チャンバー内にルッがを回転自在に支持し、該ルツが内
の溶融手導体原料にルツボ上方から回転自在に吊下され
た種結晶を浸して核種結晶を引上げることにょシ単結晶
手導体を造る装置において、前記ルッがを二重構造とし
、その内′ 側ルツボの側面の所望箇所に貫通孔を穿設
するとともに、前記ルッが内の溶融手導体原料に鉛直方
向に磁場を印加する手段を設けたことを特徴とする単結
晶平導体引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13925583A JPS6033294A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶半導体引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13925583A JPS6033294A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶半導体引上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033294A true JPS6033294A (ja) | 1985-02-20 |
| JPH0359040B2 JPH0359040B2 (ja) | 1991-09-09 |
Family
ID=15241041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13925583A Granted JPS6033294A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶半導体引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033294A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311595A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 不純物の均一ド−ピング法 |
| JPH01215788A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-29 | Toshiba Corp | 結晶引上げ方法 |
| JPH026382A (ja) * | 1988-06-13 | 1990-01-10 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶引上げ装置 |
| JPH0248492A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-19 | Osaka Titanium Co Ltd | 単結晶成長装置 |
| JPH0283295A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶引上げ装置 |
| US5196085A (en) * | 1990-12-28 | 1993-03-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Active magnetic flow control in Czochralski systems |
| DE19700403B4 (de) * | 1996-01-12 | 2013-04-11 | Mitsubishi Materials Silicon Corp. | Einkristallziehvorrichtung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5547300A (en) * | 1978-09-27 | 1980-04-03 | Sony Corp | Crystal pulling device |
| JPS57149894A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and apparatus for growing grystal |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP13925583A patent/JPS6033294A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5547300A (en) * | 1978-09-27 | 1980-04-03 | Sony Corp | Crystal pulling device |
| JPS57149894A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and apparatus for growing grystal |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0379318B2 (ja) * | 1986-07-01 | 1991-12-18 | Sumitomo Electric Industries | |
| JPH01215788A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-29 | Toshiba Corp | 結晶引上げ方法 |
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| JPH0248492A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-19 | Osaka Titanium Co Ltd | 単結晶成長装置 |
| JPH0283295A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶引上げ装置 |
| JPH0825835B2 (ja) * | 1988-09-20 | 1996-03-13 | 東芝セラミックス株式会社 | 単結晶引上げ装置 |
| US5196085A (en) * | 1990-12-28 | 1993-03-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Active magnetic flow control in Czochralski systems |
| DE19700403B4 (de) * | 1996-01-12 | 2013-04-11 | Mitsubishi Materials Silicon Corp. | Einkristallziehvorrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0359040B2 (ja) | 1991-09-09 |
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