JPS61281100A - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はシリコン単結晶の製造方法の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

シリコン単結晶は主にチョクラルスキー法により製造さ
れている。この方法は、チャンバー内にルツボを回転自
在に支持し、このルツボ内にポリシリコン原料を装填し
、ルツボ周囲に配設されたカーボンヒーターにより加熱
してポリシリコン原料を溶融させた後、この溶融シリコ
ンに種結晶を浸して引上げることによりシリコン単結晶
を成長させるものである。

従来、ポリシリコン原料のルツボへのチャージは、第２
図に示すように、単に例えば石英ルツボ１内に塊状のポ
リシンコン原料２を詰め込むことにより行なわれている
。

第２図に示すようなチャージ方法では、ポリシリコン原
料を加熱・溶融したとき、溶融シリコンの融液面はルツ
ボｌの上端よりもかなり下がった位置となる。

〔背景技術の問題点〕

上記チョクラルスキー法において、シリコン単結晶の生
産量を増加させるためには、ポリシリコン原料のチャー
ジ量を多くすればよいことは明らかである。一方、シリ
コン単結晶の品質を向上させるためには、ルツボの高さ
を低くして溶融シリコンの温度勾配を小さくすることが
望ましいことがわかってきている。上記の生産量の増大
と品質の向上とはいずれもシリコン単結晶の歩留り向上
につながる。

しかし、第２図に示すような従来の方法によりポリシリ
コン原料をチャージした場合、溶融シリコンとルツボの
上端との位置関係はルツボ高さによってそれほど変化し
ない、このため、シリコン単結晶の品質を重視して、高
さの低いルツボに従来の方法でポリシリコン原料をチャ
ージした場合には、溶融シリコンの融液の深さが浅くな
り、原料のチャージ量が少なくなってシリコン単結晶の
生産量が減少してしまう、したがって、シリコン単結晶
の歩留りが期待するほど向上しないという欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、高さ
の低いルツボへのシリコン原料のチャージ量を増加させ
、品質の向上及び生産量の増加を図ることにより、歩留
りを大幅に向上し得るシリコン単結晶の製造方法を提供
しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明のシリコン単結晶の製造方法は、ルツボ内にルツ
ボ高さよりも高さの高いシリコン製の筒状体を収容し、
この筒状体内にシリコン原料を装填した後、加熱してシ
リコン原料及び筒状体を溶融させることを特徴とするも
のである。

このような方法によれば、ルツボの高さが低い場合でも
シリコン製の筒状体の高さを変えることにより、ルツボ
を完全に満たす量のシリコン原料をチャージすることが
できる。したがって、シリコン単結晶の品質を向上する
とともに生産量を増加することができ１歩留りを大幅に
向上することができる。

なお、本発明において、シリコン製の筒状体は単なる筒
体でもよいし、底面を設けた容器でもよい。また、筒状
体の断面形状は円筒状又はそれ以外の任意の形状とする
ことができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図に示す引上装置を参照し
て説明する。

第１図において、下部チャンバー１１は上面及び底面に
開口が設けられており、その上部にはシリコン単結晶を
引上げるためのプルチャンバー１２が設けられている。

下部チャンバー１１の底面の開口からは支持軸１３が回
転自在に挿入され、その上端に黒鉛製の保護体１４及び
その内部の石英等からなるルツボ１５を支持している。

このルツボ１５内にはシリコン棒を溶接して形成された
筒体１６が収容され、その内部にポリシリコン原料１７
が装填される。

また、下部チャンバー１１内にはその底面を貫通して電
極１８．１８が挿入され、これらの上部に前記保護体４
の周囲を囲むように設けられたカーボンヒーター８と接
続されている。更に、カーボンヒーター１９の外周には
保温筒２０が配設されている。

上記引上装置を用いたシリコン単結晶の引上げは、以下
にようにして行なわれる。すなわち、まずルツボ１５内
に収容されたシリコンからなる筒体１６内にポリシリコ
ン原料及び不純物を装填した状態で、不活性ガスを流し
ながら減圧にする。

次に、電極１８．１８からカーボンヒーター１９へ通電
して加熱することによりルツボ１５内のポリシリコン原
料１７及び筒体１６を溶融する０次いで、ルツボ１５を
回転させた状態で溶融シリコンに図示しない種結晶を浸
し、この種結晶を保持している引上軸を回転させながら
引上げることにより、シリコン単結晶を成長させる。

このような方法によれば、ルツボ１５の高さが低い場合
でも、筒体１６の高さを変えることにより、溶融した際
にルツボ１５を完全に満たすまでポリシリコン原料をチ
ャージすることができる。

事実、ルツボの直径を１４インチとした場合、従来のポ
リシリコン原料のチャージ方法ではルツボ高さが２５０
ｍｍで最大チャージ量が２５ｋｇであったのに対し１本
発明方法ではルツボ高さが２００ｍｍで最大チャージ量
を３０ｋｇとすることができた。また、任意の高さのル
ツボ内にルツボの上端までを完全に満たす量のポリシリ
コン原料をチャージできることが確認された。

したがって１本発明方法によれば、ルツボ内の溶融シリ
コンの温度分布を均一化して引上げられるシリコン単結
晶の品質を向上するとともに生産量を増加することがで
き１歩留りを大幅に向上することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明方法によれば、シリコン単結晶
の歩留りを大幅に向上することができ、ひいては今後の
シリコン単結晶の大口径化にも充分に対応できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるポリシリコン原料のチ
ャージ方法を説明するためのシリコン単結晶引上装置の
断面図、第２図は従来のポリシリコン原料のチャージ方
法を示す断面図である。 １１・・・チャン／＜−，１２・・・ゾルチャンバー、
１３・・・支持軸、１４・・・保護体、１５・・・ルツ
ボ、１６・・・筒体、１７・・・ポリシリコン原料、１
８・・・電極、１９・・・カーボンヒーター、２０・・
・保温筒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チャンバー内にルツボを回転自在に支持し、このルツボ
   内でシリコン原料を溶融し、この溶融シリコンに種結晶
   を浸して引上げることによりシリコン単結晶を製造する
   にあたり、前記ルツボ内にルツボ高さよりも高さの高い
   シリコン製の筒状体を収容し、この筒状体内にシリコン
   原料を装填した後、加熱してシリコン原料及び筒状体を
   溶融させることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法
   。