TW200305664A - Method for producing silicon single crystal and, silicon single crystal and silicon wafer - Google Patents

Description

200305664 (1) 玫、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於利用柴可拉斯基法（Czochralski

Method’以下，也稱爲「cz法」）之單晶砂之製造方法 ’更詳細爲關於利用前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶 ，不利用達斯頸部（Dash Necking)法而是藉由柴可拉斯 基法以育成製造單晶矽之方法，及藉此所製造之單晶矽以 及砍晶圓。 【先前技術】 形成半導體元件之基板材料的晶圓，主要係使用將藉 由CZ法所育成之單晶砍加工爲晶圓狀之矽晶圓。一般在 利用C Z法的單晶矽育成中，係使第2 ( A ) ( B )圖所示 之形狀的種晶與被加熱爲融點1 4 2 0 °C以上之砂融液輕輕 接觸’在種晶溫度穩定後，慢慢將種晶往融液上方提升， 以在種晶下方謀求單晶矽之育成。此時，由於將種晶接觸 高溫的矽融液時所帶來的熱衝擊，在種晶發生無數的滑動 位錯之故，所以爲了去除此滑動位錯之目的，如第4圖所 示，形成將成長於種晶下方之結晶直徑一旦逐漸變細爲3 〜5mm之程度的縮小部。而且，在滑動位錯可由育成結 晶去除時，此次慢慢擴大結晶直徑至所期望的直徑（擴徑 部之形成），拉提具有必要之一定直徑部直徑之略圓柱狀 之單晶矽。 藉由將結晶直徑縮小變細爲3〜5 mm程度以去除種晶 -6 - (2) (2)200305664 接觸矽融液時所產生的滑動位錯之方法’也稱爲達斯頸部 法，係在利用CZ法之單晶矽的育成中被廣爲利用之製造 方法。 另一方面，在最近的單晶矽製造中，爲了提高單晶矽 本身的生產性，採用使單晶矽的一定直徑部儘可能變長之 生產形態，以半導體元件之大型化或產品率提升爲目的， 直徑大的矽晶圓成爲必要等關係，拉晶之單晶矽的大直徑 化、高重量化正進步中。 在育成此種大直徑、高重量之單晶矽上，依賴不將縮 小部之直徑做在5mm以下無法去除滑動位錯之達斯頸部 法以進行生產之方式上，自然會有界限。 因此，在最近不利用達斯頸部法，以無位錯來育成單 晶矽之方法也漸被檢討著。例如，在日本專利特開平10-2〇 3 89 S號公報中，揭示利用前端尖形狀或者去掉尖前端 之形狀的種晶，不形成縮小部以使單晶矽成長之技術。 如利用揭示在此日本專利特開平1 0-203 89 8號公報之 技術時，即使不將成長於種晶前端的結晶之直徑縮小變細 爲5 m m以下，也可以成長無位錯之矽結晶，所以在育成 大直徑結晶或商重量結晶上有利。 但是，在記載於上述之日本專利特開平1 0 -203 8 9 8號 公報的單晶矽之製造技術中，在使種晶接觸矽融液時，如 何備齊作業條件以便不使產生滑動位錯爲問題所在。例如 ，即使爲前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，在接觸砂 融液時，矽種晶和矽融液之溫度差大到必要以上時，無數 (3) (3)200305664 的滑動位錯進入種晶，如不施以縮細，不可能消謝滑動位 錯。另外，在將種晶前端部浸漬於矽融液至所期望的直徑 之間，矽融液之溫度如變化太大時，滑動位錯進入種晶等 ，在作業面應檢討之處還有不少。 另外，在此矽晶圓方面，由於在物理特徵或結晶成長 或者製造半導體元件之工程的優越性，形成半導體元件之 晶圓主面的面方向很多採用（1 〇 〇 )或（U 1 )之矽晶圓。 但是，近年來由於形成半導體元件時的載子移動與結晶方 向大有關係之故，以半導體元件之動作速度的高速化爲目 的，可以期待開關速度之高速化的面方向（1 1 0 )的矽晶 圓漸受到矚目（日經微裝置，200 1年2月號No. 188日 經BP公司，200 1年2月1日發行）。 爲了獲得此面方向（U 〇 )之矽晶圓，有將結晶方向 爲< 1 0 0 >或< 1 1 1 >之單晶矽加工爲（1 1 〇 )面成爲晶圓 主面，或者從開始便育成結晶方向爲< 1 1 0 >之單晶矽而 加工爲矽晶圓之方法。但是，在由前者之結晶方向< 1 00 >或<111>之單晶製造爲主面之面方向成爲（110)之矽 晶圓的方法上，由於需要將主面成爲（1 1 0 )面之圓筒狀 的結晶斜斜切斷之故，在獲得被做成一般之半導體元件的 基板的略圓形之矽晶圓時，弄齊形狀用之切削量成爲大的 損失，加工所需要之時間也長，所以工業上在量產矽晶圓 上，並不是效率好的方法。 相對於此，一開始便育成結晶方向爲< 1 1 0 >之單晶 ，以製造以（1 1 〇 )面爲主面之矽晶圓的方法上，與其他 -8- (4) (4)200305664 的面方向之矽晶圓相同地，如將單晶矽對於拉提軸方向垂 直切割，而施以鏡面硏磨加工，可以獲得以.（Π 〇 )面爲 主面之矽晶圓。如依據此方法’在拉提單晶後之加工工程 中，可以與面方向（100 )或（111 )之晶圓相同進行加工 之故，所以在弄齊晶圓形狀時所產生的硏磨損失，或者可 將弄齊形狀時的加工時間抑制在最小限度，可以進行沒有 浪費而有效率之晶圓加工。 但是，此方法在育成結晶方向成爲< 1 1 〇 >之單晶矽 上，存在問題。 即由於熱衝擊而帶給種晶的滑動位錯，如係結晶方向 爲< 11 〇 >或< 111 >之結晶時，對於結晶成長界面，係以 5 0〜7 0 °前後之角度導入之故，如將結晶直徑縮小變細爲 3〜5 mm之程度時，可由育成結晶去除滑動位錯。但是， 在結晶方向爲< 1 1 〇 >之結晶中，滑動位錯對於結晶成長 界面係以略垂直方向進入，所以難於由育成結晶簡單去除 滑動位錯，如在日本專利特開平9- 1 65298號公報等所示 般，要求利用將縮小部直徑極端變細爲小於2mm之方法 ，或重複將縮小部直徑縮小變細爲3〜5 mm之程度，之後 ，使直徑變粗之操作，在縮小部製作多段的凹凸，以去除 滑動位錯等之特別方法，以育成單晶矽。 特別是在育成結晶方向爲< 1 〇 〇 >或< 1 1 1 >之單晶矽 時，如因熱衝擊而產生在種晶的滑動位錯少，基於利用前 端形狀尖或者去掉尖前端之形狀的種晶的效果，在將種晶 浸漬至所期望之直徑之間，也可以消滅滑動位錯。但是， -9- (5) (5)200305664 在結晶方向爲< 1 1 ο >之結晶中，如上述般，對於種晶之 融解面，滑動位錯係在略垂直方向進入，所以即使爲少量 ，如種晶一旦有滑動位錯進入，便極難予以消滅。 因此，在藉由前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶， 不利用達斯頸部法，以育成結晶方向< 11 0 >之單晶矽上 ，比起育成結晶方向< 1 0 0 >或< 1 1 1 >之單晶矽時，需要 形成更適當之作業條件。 另外，在結晶方向< 1 1 0 >的單晶矽之育成中，於生 產高重量、大直徑的單晶矽上，爲了去除滑動位錯，利用 達斯頸部法以形成縮小部’另外爲了確實去除位錯，將縮 小部之最小直徑變細至2〜3 mm之程度，此無論如何都無 法拉提直徑200mm以上之大直徑、100kg以上之高重量 的單晶矽。爲了支撐拉提此種高重量、大直徑之單晶矽， 形成在種晶前端之結晶直徑，最小直徑部份也必須在 5mm以上之直徑。 【發明內容】 本發明之課題在於提供：於利用前端尖或者去掉尖前 端之形狀的種晶，不使用達斯頸部法而藉由CZ法以育成 單晶矽時，可以提高能夠以無位錯拉提單晶之成功率，同 時即使爲結晶方向< 1 1 〇 >之單晶矽的育成，也可以育成 使形成在種晶前端的結晶之最小値徑在5 mm以上，單晶 一定直徑部的直徑在200mm，或者在其以上之大直徑的 單晶矽的單晶矽之製造方法及單晶矽，以及直徑在 -10- (6) 200305664 2〇Omm以上之面方向（110)的大直徑矽晶圓。 爲了解決上述課題，本發明之單晶矽之製造方 種不利用達斯頸部法而藉由柴可拉斯基法之單晶矽 方法，其特徵爲：利用前端部的角度在28°以下之 或者去掉尖前端之形狀的種晶，在使上述種晶的前 觸矽融液前，停於矽融液之正上方予以加溫，之後 述種晶之前端部接觸矽融液，沈入矽融液至所期望 止，之後，轉爲拉提，以進行單晶的拉提時，至少 述種晶之前端部接觸矽融液而轉爲拉提之間，將矽 面之溫度變動保持在± 5 °C以下。 由於不利用達斯頸部法，所以形成在種晶前端 直徑可以確保在5mm以上之直徑，能夠拉提直徑 以上之大直徑、100kg以上之高重量的單晶矽。 特別是在利用前端尖或者去掉尖前端之形狀的 不利用達斯頸部法（將形成在種晶前端之結晶直徑 細爲3〜5 mm之程度，以去除滑動位錯），以無位 成單晶矽時，期望種晶係利用前端部之角度在28° 前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，以進行結晶 藉由利用種晶前端部的角度爲2 8 °以下之種晶，可 以無位錯拉提單晶之成功率。 前端部之角度如在28°以下，融液緩和在使種 矽融液時所產生的熱衝擊，另外，即使在少許產生 錯時，藉由使種晶前端部的角度成爲2 8 °以下，也 滑動位錯逃出種晶外。但是，在前端部之角度超過 法係一 之製造 前端尖 端部接 ，使上 直徑爲 在使上 融液表 之結晶 2 0 0mm 種晶， 一旦變 錯以育 以下之 成長。 以提高 晶接觸 滑動位 容易使 2 8。時 -11 - (7) (7)200305664 ，熱容量在種晶之前端部位變大，在使前端部接觸矽融液 時，產生溫度差而產生熱衝擊，藉此，滑動位錯便被導入 結晶。另外，浸漬在矽融液後的種晶前端部之直徑也自然 變粗，所以所導入之滑動位錯也難於逃出結晶外。 由此種理由，在本發明之製造方法中，爲了抑制矽融 液和種晶接觸時的熱衝擊，利用種晶前端部的角度爲28° 以下之前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶。 而且，在使上述種晶機處矽融液之前，需要在矽融液 之正上方加熱其成爲與矽融液表面之溫度略微相同之溫度 爲止。 在使種晶接觸矽融液之前予以加溫，藉由使種晶前端 部的溫度充分接近矽融液之溫度，可使浸漬矽融液之種晶 前端部與矽融液之溫度差不見，因而得以抑制熱衝擊之發 生。此時，在矽融液正上方之種晶的加溫，最好以5〜60 分鐘之程度，更適當爲20〜30分鐘之程度爲適當。 如在5〜60分鐘之範圍加溫種晶前端部，藉由使種晶 前端部的溫度和矽融液表面之溫度充分接近，以進行加溫 ，不會損及單晶矽之生產性。種晶之加溫更適當爲將矽融 液和種晶前端部的間隙保持在1〜5 mm程度之範圍，加溫 2〇〜30分鐘，而進行對於矽融液之浸漬，可以使種晶接 觸矽融液時的熱衝擊成爲儘可能小。 另外，使上述種晶之前端部接觸矽融液，沈入矽融液 至所期望之直徑爲止至反轉爲拉提之間，需要將種晶附近 之矽融液表面的溫度變動保持在± 5 °C以下以進行浸漬。 -12- (8) (8)200305664 矽融液由於藉由配置在其周圍之加熱器所加熱而保持 爲融液之故，矽融液經常產生熱對流，溫度不絕地微妙變 化。藉由此熱對流之溫度變化如太大，即使配合矽融液之 溫度以加溫種晶使之接觸矽融液，熱衝擊會行走於種晶前 端部，而發生滑動位錯。另外，在使種晶之前端部沈入矽 融液中時，在前端部之沈入中途，種晶附近之矽融液溫度 如變化太大，由於種晶和融液溫度之溫度差，在種晶會產 生熱變形，滑動位錯進入種晶，此後，要以無位錯而使單 晶成長變得困難。 爲了儘可能抑制此種滑動位錯之導入，需要使在使前 端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶的前端部接觸矽融液時 起，至使前端部沈入矽融液至所期望直徑爲止而反轉爲拉 提之間的種晶前端部附近的融液表面溫度的變動保持在種 晶接觸時之溫度的± 5 °C以下而進行單晶拉提。矽融液之 溫度變動如超過± 5 °C，在接觸融液時或浸漬時，滑動位 錯容易進入種晶，可以無位錯拉提單晶矽之成功率會降低 〇 特別是在一旦滑動位錯一被導入，便難於消滅位錯之 結晶方向< 1 1 0 >的單晶矽中，浸漬種晶之部份的矽融液 的溫度變動如超過± 5 °c時，可以爲位錯育成單晶矽之可 能性變得極小。至少在利用前端尖或者去掉尖前端之形狀 的種晶’不應用達斯頸部法以拉提結晶方向< n 〇 >的單 晶砂時’需要將浸漬種晶前端部的附近之砂融液的溫度變 動對於使種晶接觸融液時的融液溫度，保持在± 5以下 -13- (9) (9)200305664 ，進行種晶成爲所期望直徑之浸漬。 另外，更理想爲使矽融液之溫度變動抑制在± 3 °C以 下。如使種晶之浸漬部附近的融液溫度變動變得更小，對 於接觸種晶時的融液溫度，保持在土 3 °C以下以進行拉提 ，即使爲結晶方向< 1 1 0 >之單晶，幾乎不會發生由於矽 融液之溫度變動所帶來之滑動位錯，所以可以幾乎確實地 以無位錯拉提具有所期望直徑之單晶矽。 另外，使上述種晶之前端部接觸矽融液時的矽融液之 溫度爲比在利用達斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設爲 適合於使種晶接觸矽融液之溫度還高1 〇〜2 0 °C之矽融液 溫度，使種晶接觸矽融液以進行沈入，至少停止上述種晶 之下降，而後轉爲拉提後，至形成在種晶下方之結晶直徑 開始擴大之間之減徑部的形成上，可以將拉提速度設在 0.5 m m / m i η以下，以拉提單晶。 矽融液之溫度即使在低於或高於在利用達斯頸部法之 單晶矽之製造方法中，設爲適合於使種晶接觸矽融液之溫 度時，如其差低於10 °C，在將種晶浸漬於矽融液時，浸 '漬部位無法順利融解在矽融液，結果有可能產生固化等引 起異吊之結晶成長。 另一方面，矽融液之溫度如超過在利用達斯頸部法之 單晶矽之製造方法中，設爲適合於使種晶接觸矽融液之溫 度2 0 °C而變得太高時，此次在使種晶接觸矽融液之前， 前端部融解，有可能無法使種晶順利接觸矽融液。 如考慮以上情形，浸漬種晶時的矽融液溫度應該保持 -14- (10) (10)200305664 爲比在利用達斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設爲適合 於使種晶接觸矽融液之溫度還高10〜20 °C之溫度範圍， 使種晶接觸矽融液而予以沈入。 而且，至所期望直徑爲止之種晶前端部的對於矽融液 之沈入結束，停止種晶之下降而轉爲拉提後，至形成於種 晶下方之結晶直徑的擴大開始爲止之間的減徑部的形成上 ，期望將拉提速度保持在0.5 mm/ min以下，以進行單晶 石夕之育成。 結束至所期望直徑爲止之種晶前端部的沈入，反轉爲 拉提後，形成在種晶下方之結晶一旦結晶直徑比種晶沈入 結束時間點之直徑變細少許，而進行結晶成長（減徑部之 形成）。此時，如以必要以上之快速度進行拉提，形成在 種晶下方之結晶直徑會變得太細，有時會產生結晶由矽融 液分離等之不當情形。 爲了抑制此種問題，在停止種晶之沈入而轉爲拉提後 ，至形成於種晶下方之結晶直徑開始擴大之間的減徑部的 形成中，以使拉提速度保持在〇.5mm/ min以下以進行結 晶成長爲適當。 另外，爲了容易形成上述之種晶的接觸融液浸漬條件 ，至少在使上述種晶的前端部接觸矽融液之時間點至形成 於種晶下方之減徑部的形成結束而開始結晶直徑的擴大爲 止之間，可以在矽融液施加中心磁場強度爲1 〇〇〇G以上 之水平磁場，以謀求單晶矽之育成。 在本發明中，重要的是將浸漬種晶前端部之附近的矽 -15- (11) (11)200305664 融液的溫度變動對於使種晶接觸融液時的融液溫度，保持 在：t 5 °C以下予以育成。爲了抑制此種收容在坩鍋之矽融 液的溫度變動，需要儘可能小地抑制由於配置在坩鍋外圍 之加熱器的加熱所產生的矽融液之熱對流。爲了有效抑制 此熱對流，以一面在矽融液施加磁場，一面利用謀求單晶 之育成的磁場施加CZ法（以下，稱爲MCZ法）爲適當 。其中，爲了使接觸種晶而予以浸漬時之種晶附近的矽融 液溫度穩定，期望將坩鍋內之矽融液的溫度梯度變小效果 大的水平磁場施加於矽融液，由種晶之接觸進行至浸漬爲 止。此種單晶矽之育成方法，有水平磁場施加C Z法（以 下，稱爲HMCZ法）。 利用此HMCZ法，一面對矽融液施加磁場強度1 000G (高斯）以上的磁場，一面使種晶的前端部接觸矽融液， 浸漬於融液中至所期望直徑爲止，其間，可以融液將浸漬 部位附近的矽融液之溫度變動抑制在± 5 °C以下。但是， 不限定於此種控制方法，在磁場強度小於1 000G時，或 者即使在不施加磁場時，以其他之控制手段，例如藉由燈 管加熱以加熱矽融液的表面，使矽融液內之上下方向的溫 度梯度緩和，可以抑制熱對流，藉由設定矽融液量小，以 使融液深度變淺，也可以抑制矽融液之熱對流，另外，與 磁場施加倂用，將浸漬種晶部份的矽融液之溫度變動抑制 在± 5 °C以下而予以育成，也可以獲得同樣的效果。 在矽融液施加磁場，如想要適當抑制矽融液的溫度變 動，則以在矽融液施加中心的磁場強度爲1 000G以上之 -16- (12) (12)200305664 水平磁場，接觸前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶以謀 求浸漬爲適當。 另外，如考慮裝置構造或實用範圍之磁場施加，則施 加於砂融液之磁場的最大強度，如爲HMCZ法時，在現況 即使最大，中心之磁場強度的上限爲9 0 0 0〜1 0 0 0 0 G。 利用此HMCZ法，在矽融液施加1 000G以上之水平 磁場以拉提單晶矽之方法中，特別在結晶直徑超過 2 0 0mm之大型的單晶矽育成上，相當有效。在育成結晶 直徑大的單晶時，考慮生產性或產品率，一般保持矽融液 之坩鍋爲使用大型者，將超過l〇〇kg之大量的原料一次放 入坩鍋以進行單晶育成。 保持在坩鍋之原料，即矽融液之量如增加，接近加熱 器之矽融液的外圍部和融液中心附近之溫度差變大，熱對 流變得活躍，要使種晶浸漬部份附近的融液溫度穩定有困 難。此時，如在矽融液施加l〇〇〇G以上之所期望磁場， 坩鍋內之熱對流受到抑制，可以謀求種晶之浸漬部份附近 的融液溫度的穩定。 另外，施加於矽融液之水平磁場的強度，在矽融液之 溫度穩定外，可以配合育成之單晶的直徑或品質條件而適 當選擇。 藉由利用此種單晶矽之製造方法，將前端尖或者去掉 尖前端之形狀的種晶接觸矽融液而予以浸漬時的融液溫度 變穩定，可以儘可能降低由於熱衝擊所導致之滑動位錯的 發生，或者完全不使發生，將種晶浸漬至所期望直徑爲止 -17- (13) (13)200305664 藉此，可以提高以無位錯拉提具有所期望一定直徑部 之單晶矽的成功率，同時利用由於至今之達斯頸部法的限 制，在利用CZ法之單晶矽的育成上有困難之結晶方向< 1 1 0 >的上述種晶，可以拉提結晶方向< 1 1 〇 >之單晶矽， 另外，一種利用柴可拉斯基法所育成之單晶矽，單晶矽之 結晶方向爲< 1 1〇>，而且具有直徑爲200mm以上之單晶 一定直徑部的單晶矽，或者一種此種單晶矽，由矽融液所 拉提之結晶的總重量爲l〇〇kg以上，另外，即使超過 3 00kg之單晶砂，也可以予以拉提。 而且，如將藉由上述製造方法所育成之結晶方向< 1 1 0 >的單晶矽藉由與結晶方向< 1 〇〇 >或< 1 1 1 >之結晶 相同的製造工程，進行圓筒硏磨予以切片而施以鏡面硏磨 加工，工業上可以有效率地生產成爲製作半導體元件時的 主材料之晶圓主面的面方向爲（1 1 〇 )之矽晶圓。 特別是可以獲得在以往的方法中，育成困難之一定直 徑部超過200mm的結晶方向< 1 10 >的單晶矽，能夠容易 生產晶圓之主直徑爲200mm以上，而且晶圓主面之面方 向爲（1 1 〇 )之矽晶圓。另外，此處所謂矽晶圓之主直徑 係指不含定向平面（orientation flat)或者定向凹槽（ orientation notch)之晶圓主面的直徑。 如使用此面方向（1 10 )，直徑200mm以上之矽晶圓 ，可以產品率好而大量生產具有高性能之半導體元件。 結晶軸方位< 1 1 〇 >之單晶矽的育成，由於使種晶接 -18- (14) (14)200305664 觸矽融液時的熱衝擊所帶來之滑動位錯對於結晶成長界面 爲略垂直進入，所以在利用達斯頸部法之方法中，難於消 滅滑動位錯，要大量生產有困難。另外，利用達斯頸部法 之結晶方向爲< 1 1 0 >的單晶矽之育成上，爲了消滅滑動 位錯，需要使縮小部之直徑細至2 m m以下，無法有效率 地生產結晶直徑大的200mm或者3 00mm以上的大直徑高 重$之結晶。 但是，藉由利用本發明之製造方法，即使是結晶直徑 超過2 0 0 m m之大直徑的結晶方向< 1 1 0 >的單晶矽，或者 可以儘可能長地拉提一定直徑部直徑而重量在100kg以上 之結晶方向< 1 1 0 >的單晶矽，也可以安全而有效率地進 行生產。 而且，同時在採用結晶方向< 1 1 0 >以外的不利用達 斯頸部法以育成單晶矽之無位錯附著種晶法之單晶矽的育 成中，可以獲得提高以無位錯拉提單晶之成功率的效果。 【實施方式】 以下，一面參考所附圖面一面說明本發明之實施形態 。第2圖之（C) ( D) (E) (F)所示之圖面係顯示用 於依據本發明之單晶矽的育成之前端尖或者去掉尖前端之 形狀的種晶的槪略圖。 第2圖之（C ) ( D ) ，（ C )係顯示具有圓柱狀之直 筒部3 c而具有圓錐狀之前端部4c之種晶1 c，（ d )係顯 示具有方柱狀之直筒部3 d而具有方錐狀之前端部4d之種 -19- (15) (15)200305664 晶1 d 〇 另外，第2 ( E )圖及（F )圖係顯示去掉第2(C) 圖之種晶的前端部4c之形狀的種晶前端部，（E )圖係顯 示水平去掉種晶1 c之前端部4c之前端部4e，（ F )圖係 顯示斜斜去掉前端部4c之前端部4f。在去掉前端部之形 狀的種晶中，第2 ( E ) ( F )圖所示之前端部4e、4f的 最大端的面積如過大，種晶接觸融液時，容易產生熱衝擊 ，所以最好種晶最初接觸矽融液時的面積在5mm2以下。 另外，在本發明中所謂之種晶前端部的角度，在第2 (E )圖或（F )圖所示之去掉前端部4c之形狀的種晶時 ，係指假定去掉前端部4c前的前端部形狀時的種晶前端 部之頂角。 而且，這些種晶係在單晶育成時，介由設置在種晶直 筒部3c及3d之卡止部2c、2d，直筒部3c、3d被卡止於 第1圖所示之單晶製造裝置1 〇的種晶保持器28內而用於 單晶之製造。 在本發明之單晶矽之製造方法中，如第2圖之（C ) (D ) ( E )及（F )所示般，在使種晶接觸矽融液時，爲 了不因熱衝擊而使滑動位錯進入種晶，例如即使進入也只 有少許，所以種晶前端部4c〜4f係做成尖或者去掉尖前端 之形狀，與在利用達斯頸部法之製造方法中所使用之種晶 ，形狀明顯不同。 在利用達斯頸部法之單晶矽的育成中所使用的種晶之 例子，係如第2 ( A )圖之略圓柱狀的種晶，（B )圖之方 -20- (16) (16)200305664 柱狀的種晶。 另外，在單晶矽之育成中，爲了使育成之單晶矽的結 晶方向成爲所期望之方位，係使用具有與育成之單晶相同 結晶方向的種晶，以謀求單晶之育成。例如，如在育成結 晶方向< 1 1 0 >的單晶時，可以使用拉提軸方向之結晶方 向爲< 1 1 0 >之種晶。 而且，在將前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶浸漬 於矽融液時，將第2圖所示之種晶1 c或者1 d在融液正上 方加溫至與矽融液Μ略相同溫度，在種晶之溫度穩定後 ，緩緩將前端部4c、4d或者4e、4f沈入矽融液Μ，在前 端部沈入至所期望直徑爲止後，予以反轉爲拉提，得以育 成具有任意之減徑部S0之第1圖所示的單晶矽S。 第1圖係顯示藉由本發明之方法以育成單晶矽用之製 造裝置的槪略圖。單晶製造裝置1 〇係由保持矽融液Μ以 進行單晶育成的育成爐1 2，及收容由矽融液Μ而被拉提 之單晶矽S而予以取出用之上部育成爐1 4所構成。 在上部育成爐1 4之上方設置育成單晶時，旋轉拉提 結晶用之捲繞旋轉機構2 6，在由此捲繞旋轉機構2 6所捲 出的捲線24的前端，有卡止種晶27 (第2圖所示之種晶 1 c或者1 d )用之種晶保持器28。在單晶育成時，將種晶 27之直筒部卡止於種晶保持器28，由捲繞旋轉機構26捲 出捲線24，將種晶前端部浸漬於矽融液Μ至所期望位置 爲止，一面使種晶2 7旋轉，一面以特定的速度拉提，以 謀求在種晶27下方育成單晶矽S。 -21 - (17) (17)200305664 另一方面，在育成爐12的內部具備保持砂融液Μ用 之坩鍋1 8，由於要保持高溫的矽融液Μ，_所以坩鍋1 8的 內側爲石英製坩鍋18a，爲了保護石英製坩鍋18a，其外 側以石墨製坩鍋18b構成。此坩鍋18係藉由坩鍋支持軸 16而配置在育成爐12的略中央，在育成單晶時，爲了將 融液面保持爲一定，或者在CZ法或者MCZ法中，一面 使i甘鍋1 8旋轉一面進行結晶育成’在堪鍋支持軸1 6的下 方安裝有坩鍋驅動機構20。 另外，爲了融解原料之多晶矽，予以保持以當成矽融 液Μ，在坩鍋1 8之外側設置石墨製加熱器23，藉由調整 加熱器23之發熱量，進行將矽融液Μ之溫度保持在適合 結晶育成的溫度之作業。 在加熱器23之外側和育成爐1 2的底部具備隔熱材 2 2及底部隔熱材2 1，保溫育成爐1 2內部的同時，也防止 由加熱器23來之輻射熱直接接觸育成爐12爐壁。 而且，在第1圖之單晶製造裝置1 0中，以控制矽融 液Μ之對流以進一步謀求溫度之穩定爲目的，在育成爐 1 2之外側具備對矽融液Μ施加水平磁場用之裝置的電磁 鐵33 〇 在此單晶製造裝置1 〇中，爲了有效抑制融液溫度的 變動，將水平磁場之中心配置在矽融液Μ內，在種晶2 7 浸漬時，可在矽融液Μ內獲得所期望之磁場強度之中心 磁場強度爲l〇〇〇G以上之水平磁場。 另外，以防止由單晶育成開始製爐內回到常溫爲止， •22- (18) (18)200305664 矽融液Μ或配置在單晶製造裝置10內之構造物氧化等之 目的’需要在爐內通以氬（Ar )等之惰性氣體以進行作業 。因此，在上部育成爐14安裝控制流通在製造裝置1〇內 之惰性氣體流量用的氣體流量控制裝置3 0，及在育成爐 12的底部安裝調整內部壓力用之壓力控制裝置32。作業 時，配合單晶之育成條件，藉由這些裝置，以謀求流通在 單晶製造裝置1 0內之惰性氣體的流量和壓力的調整。 接著，詳述依據本發明之方法的單晶矽的育成方法。 首先，將原料之多晶矽裝入坩鍋18，使加熱器23發 熱，融解多晶矽。多晶矽全部成爲融解融液後，將矽融液 Μ降溫爲適合於單晶育成之溫度。此時，一面整備摻雜劑 之投入、矽融液Μ面的位置調整等將種晶2 7接觸融液予 以浸漬用所必要的條件，一面藉由電磁鐵3 3開始磁場施 加以使中心磁場強度成爲1 〇 〇 0 G以上之水平磁場施加在 矽融液Μ。另外，此磁場至少施加在由種晶2 7之前端部 接觸矽融液Μ起至形成在種晶2 7下部的減徑部S 0的形 成結束，結晶直徑開始擴大爲止之間。 矽融液Μ之溫度一到達特定溫度（最好爲比利用達 斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設爲適合於使種晶接觸 矽融液之溫度還高1〇〜20 °C之高溫）後，等待溫度穩定 ，將前端部之頂角爲2 8 °以下之種晶2 7下降至矽融液Μ 正上方，等待種晶27之前端部的溫度被加熱至與矽融液 Μ之溫度略微相同。 之後，種晶27被加溫至與矽融液Μ之溫度略相同， -23- (19) (19)200305664 另外浸漬種結晶S之坩鍋1 8中心附近的矽融液Μ表面的 溫度穩定至在± 5 °C以下變動後，緩緩使種晶2 7接觸矽融 液Μ而予以浸漬。至少在使種晶27之前端部接觸矽融液 Μ而轉爲拉提之間，爲了抑制滑動位錯之導入，種結晶S 浸漬之部份的矽融液Μ表面之溫度變動最好保持在± 5 °C 以下，更好爲在± 3 °C以下。 而且，前端部沈入矽融液Μ至特定直徑爲止後，減 緩種晶2 7之下降速度，一面調整種晶2 7之上升速度和矽 融液之溫度而一面轉爲拉提。 另外，在將種晶27轉爲拉提時，拉提速度過快，融 液溫度不適當時，種晶27之前端會由融液分離，形成在 前端之結晶直徑會比所期望直徑還細。在將種晶27轉爲 拉提時，一面觀察形成在種晶前端之結晶直徑，不使所育 成之結晶直徑成爲所期望直徑以下，而一面調整拉提速度 予以緩緩拉提。 特別是在將種晶27轉爲拉提後，成長在種晶27下端 之結晶直徑比起種結晶前端部之沈入後的前端直徑一面顯 示變細之傾向，結晶一面形成。此時，如勉強想要擴大結 晶直徑，會引起在種晶27導入滑動位錯，育成結晶由融 液分離等之不當情形，所以在由浸漬反轉爲拉提後，需要 調整拉提速度以使形成在種晶2 7前端之結晶比浸漬之種 晶2 7前端部的沈入直徑還稍微減徑（減徑部S 0之形成） 。期望此時之拉提速度保持在〇.5mm/min以下予以拉提 -24- (20) (20)200305664 另外，種晶2 7之前端部的沈入直徑需要考慮在轉爲 拉提時而形成在前端之結晶一旦變細，以進行浸漬。· 確認了比前端部之沈入直徑還細的結晶形成在種晶 2 7的下端後，逐漸改變拉提速度及/或者融液溫度，移 往擴大結晶直徑之擴徑工程（擴徑部S 1之形成）。 藉由擴徑工程，擴大形成在種晶27下方之單晶S之 直徑至所期望直徑，在到達特定直徑後，停止擴徑部S 1 之形成，再度調整拉提速度及/或者融液溫度，移往單晶 一定直徑部S2之形成。在一定直徑部S2之形成中，配合 所育成之結晶的品質或爐內環境，一面調整作業條件，一 面拉提一定直徑部S2之長度至特定長度爲止（一定直徑 部S 2之形成）。 而且，在特定長度之一定直徑部S2之形成結束時， 變更育成條件（拉提速度、融液溫度等），使結晶直徑逐 漸變小，以製作尾部S3 (尾部S3之形成）。 尾部形成一旦結束，將育成結晶由矽融液Μ切離， 上捲至上部育成爐1 4，等待結晶溫度下降至常溫，將單 晶矽S由單晶製造裝置1 〇取出外部，結束育成。 而且’對於藉由上述方法所育成之單晶施以切斷/圓 筒硏磨加工’之後，藉由周知的方法，加工爲鏡面晶圓， 可以獲得製作半導體元件之主材料的矽晶圓。 以下，雖顯示實施例而具體說明本發明，但是本發明 並不限定於這些實施例。 -25- (21) (21)200305664 (實驗1 ) 開始，爲了育成難於製造之結晶方向< η 〇〉的單晶 矽，檢討到底期望哪種作業條件，利用第1圖所示之單晶 矽之製造裝置，不對矽融液施加磁場，採用使用達斯頸部 法之拉提方法，製造結晶一定直徑部之直徑約1 5 0 mm ( 6 英吋）之單晶矽。 由於利用達斯頸部法以求位錯去除以育成單晶矽，所 以種晶係使用與矽融液接觸之面爲平的一邊1 5 mm之方柱 狀的結晶方向< 1 1 0 >之種晶（第2 ( b )圖所示形狀之種 晶）。 首先，在單晶矽之製造裝置放入口徑45 0mm之石英 製坩鍋，在坩鍋塡充60kg的當作原料之多晶矽，以氬（ Ar*)氣體置換製造裝置之內部後，使石墨製加熱器發熱， 將多晶砍加熱成砂融液。 在確認全部的原料融解結束後，投入並調整摻雜劑以 使育成單晶之電阻率在P型爲10Qcm前後之電阻率，之 後’一面降溫調整矽融液成爲適合於單晶之育成的溫度， 一面等待融液之溫度變得穩定。在其間，一面整備流經製 造裝置之惰性氣體（Ar氣體）的量和內部之壓力，以及 坩鍋旋轉等之作業條件爲育成單晶用之製造條件，一面等 待融液溫度之穩定。 關於融液溫度之穩定，係由單晶製造裝置之外，透過 設置用於目視製造裝置內部之玻璃窗，藉由放射溫度計（ CHINO製造，IR-02C )測量浸漬種晶之坩鍋中心的融液 (22) (22)200305664 表面之溫度而確認。在認爲已經變成適合於單晶育成之溫 度時，測量溫度。 結果如表1之「融液溫度變動幅度」所示’在認爲溫 度已經穩定時，雖然重複測量坩鍋中心之融液表面溫度， 測量點之溫度變動只在± 6 °C之範圍上下重複而已，溫度 變動無法比起還小。 在此時間點，停止溫度測量，將種晶在矽融液正上方 加溫5分鐘後，緩緩接觸矽融液，利用達斯頸部法嘗試滑 動位錯之去除。 但是，在達斯頸部法中，難於消滅結晶方向< 1 1 0 > 之種晶的滑動位錯，在5次左右位錯去除失敗後，在第6 次之達斯頸部法中，使結晶縮小部的最小直徑細至2mm ，滑動位錯消失，在縮小部之無位錯化成功。 但是，藉由達斯頸部法，在縮小部之位錯消滅雖然成 功，由於矽融液之溫度變動大，或是將結晶一定直徑部育 成爲60cm的當時，滑動位錯進入單晶，結果無法在無位 錯之狀態拉提結晶。（參考表1之「上升成功之有無」欄 位。Ο標記係顯示以無位錯上升單晶矽時，X標記係顯示 無法以無位錯育成單晶時。） 另外，關於實驗1和後述的實驗2以及實施例1之拉 提結果，爲了做比較，將其詳細彙整在表1。 -27- (23) 200305664 (表1 ) (結晶方向< Η 0 >，晶^^育成結果） 施加磁場強度 育成結 種縮小方法 種附著 融液酿 結晶拉提成 水平磁場 晶直徑 失敗數 變動幅度 功之有無 實驗1 無施加 15cm 達斯頸部法 6次 土 6〇C X 實驗2 無施加 20cm Μ位錯種附著法 9次 土 8〇C X 實施例1 4000G 20cm 無位錯種附著法 〇次 ± 1.5〇C 0 (實驗2 ) 依據實驗1，藉由達斯頸部法之滑動位錯的去除，在 結晶方向< 1 1 〇 >的單晶中，成功率低，此外，爲了謀求 無位錯化’需要使縮小部份之最小直徑細至2mm之程度 ，知道作爲拉提有種量之大直徑結晶的方法，有其界限。 因此’不利用達斯頸部法而利用前端尖之種晶，藉由 以無位錯以育成單晶砍之方法（以下，稱爲無位錯種附著 法），實際拉提一定直徑部直徑約2 0 0 m m ( 8英吋）之單 晶以進行確認能否育成結晶直徑大的單晶。 利用於單晶育成之裝置係使用與實驗1相同之裝置， 不對於砂融液施加磁場而實施製造。但是，在實驗2中， 要育成結晶直徑約2 0 0 m m之結晶方向< 1 1 〇 >的單晶矽之 故，放入製造裝置之石央製財鍋爲口徑600mm，裝入原 料之多晶矽共1 50kg，與實驗1相同進行加熱成爲矽融液 〇 而且，在矽融液穩定爲適合於單晶育成之溫度之間， -28- (24) (24)200305664 於融液投入摻雜劑以使得結晶電阻率成爲p型1 〇 Ω cm前 後之値，整備Ar*氣體量、製造裝置內之壓力等作業條件 ，等待溫度之穩定。 另外，使用於實驗2之種晶，由於不進行達斯頸部， 需要排除由於熱衝擊所導致之滑動位錯的導入而進行拉提 ’所以使用以桌2(C)圖所不形狀之種晶，種晶直筒部 之直徑爲1 5 mm之圓柱狀，前端部的頂角爲1 5 °之尖圓錐 狀的種晶。 而且，矽融液之溫度在穩定爲比在實驗1使種晶接觸 矽融液時的溫度高1 3 t之溫度時，與實驗1相同地，利 用放射溫度計，由育成裝置之外測量坩鍋中心的砍融液表 面溫度，如表1所示般，在±8 °c之變動幅度上下重複。 但是，無法調整爲使溫度變動幅度比其小，融液溫度更穩 定。 在此狀態下，將種晶緩緩下降至矽融液面之正上方 1 m m處，約2 〇分鐘程度加溫至種晶之溫度略與融液溫度 相同後，使種晶接觸砂融液，沈入融液至所期望直徑胃& ，之後，將拉提速度保持在〇 . 5 m m / m i η以下，緩緩加以 拉提，在種晶下方嘗試單晶矽之形成。 但是’在幾乎全部之情形下’於將種晶前端部浸、清在 融液中至所期望直徑爲止之間’被認爲由於熱衝1擊所_ ^ 之滑動位錯進入種晶，一面更換種晶，一面嘗試藉自_ ^ 之無位錯種附著法之結晶育成共9次，但是9次都_丨去以^ 無位錯拉提單晶。 -29- (25) (25)200305664 此理由係坩鍋變大，收容之矽融液量增加，所以坩鍋 內之矽融液的溫度差變大，整體而言，融液溫度變得不穩 定，在浸漬中途對種晶帶來滑動位錯。 由實驗2之結果，了解到利用前端部尖之種晶，不進 行達斯頸部而要使由於熱衝擊所導致之滑動位錯的導入不 見’以進行單晶矽之育成上，需要將種晶浸漬時的矽融液 溫度變動抑制爲更小。 (實驗3〜5 ) 對於種晶浸漬時之矽融液的溫度變動對種晶之滑動位 錯的影響進行確認。此溫度之控制方法係設定如實驗例之 表2所示的一定的育成條件，在實驗3中，施加磁場強度 5 〇〇G，在實驗4中，施加磁場強度75 0G，另外在實驗5 中，減少矽融液之深度方向的溫度差，抑制由於熱膨脹之 自然對流，以減少溫度變動之目的，藉由燈管加熱在矽融 液表面照射紅外線。將種晶浸漬至特定長度後而形成減徑 部後，擴徑至直徑200mm，藉由表示單晶之狀態的晶界 線的確認以進行無位錯之判斷，據此以判斷對種晶之滑動 位錯的有無。此係在位錯殘留於種晶時，則出現在單晶之 表面的特徵晶界線會消失，可以容易判斷單晶化之一般方 法。另外，使用之種晶係上述之第2 ( C )圖所示形狀之 種晶，種晶直筒部之直徑爲1 5 mm之圓柱狀，前端部的頂 角爲1 5 °之尖圓錐狀。 -30- 200305664 (26) (表2 ) (結晶方向< 11 〇 >單晶矽之有位錯化的結果） 施加磁場強度 石芙坩鍋口徑 石夕融解量 融液酿變度幅度 有位錯化之狀況 (水平磁場） 實驗3 500G 600mm 150kg ± 10°C 有位錯 實驗4 750G 600mm 150kg 土 5.8〇C 有位錯 實驗5 0G 600mm 150kg ± 4.8〇C 無位錯 由表2之實驗4及實驗5，知道融液溫度變動幅度超 過5 °C之條件下，在擴徑部，結晶表面之晶界線消失，有 位錯化現象。另外，由實驗5，融液溫度變動幅度如在5 °C以下，，確認到不會產生有位錯化，可以單晶予以育成。 另外，以實驗2之育成條件施加磁場，控制矽融液之 溫度變動時，如施加1 000G以上之磁場，可以容易控制 在± 5 °c以內。依據育成條件等，最適當之磁場強度等雖 有若干不同，但是知道施加此種等級之磁場爲有效。另外 ，在本發明中，控制矽融液之溫度變動，特別是控制在土 5 °C以內很重要，如能以此種條件進行控制，即使爲施加 磁場之方法以外也有效。 (實施例1 ) 因此，與實驗2相同，在育成結晶直徑約200mm， 結晶方向< 1 1 〇 >之單晶矽時，在矽融液一面施加水平磁 場，一面進行種晶對於融液之接觸和浸漬，以嘗試單晶矽 -31 - (27) (27)200305664 之育成。 首先，利用與在實驗2使用之裝置相同的裝置，將口 徑600mm之石英製坩鍋放入裝置，塡充150kg之多晶矽 ，使石墨製之加熱器發熱，加熱原料做成矽融液。 多晶矽全部融解完畢後，進行降溫爲適合單晶育成之 所期望溫度，在融液放入摻雜劑以使結晶電阻率成爲p型 1 0 Ω cm，等待融液溫度穩定。在此之間，使配置在單晶 矽之製造裝置的外側之磁場施加裝置（電磁鐵）動作，在 矽融液施加磁場中心之強度成爲4000G之水平磁場。 另外，在實施例1中，從融解結束而謀求融液溫度之 穩定的時間點至單晶育成結束，結晶尾部由融液分離止， 繼續磁場施加。 在矽融液施加磁場後，在認爲融液溫度穩定爲與實驗 2之融液溫度略相同的溫度的當時，以與實驗2相同之放 射溫度計測量坩鍋中心附近之融液表面溫度，溫度變動穩 定在± 1 · 5 °C之範圍，確認到保持爲將種晶接觸融液時良 好之狀態。 在製造裝置之種晶保持器裝置種晶之直筒部直徑 15mm，前端部之頂角15°之尖圓錐狀而與實驗2相同形 狀的結晶方向< Π 0 >的種晶。 在確認融液溫度之穩定後，緩緩將種晶下降至矽融液 正上方1 m m止，等待2 0分鐘前後之種晶加溫。而且，在 種晶溫度被加溫爲與矽融液之溫度相同程度時，緩緩將種 晶前端下降於融液中，沈入矽融液中至種晶前端之圓錐部 -32- (28) (28)200305664 (前端部）成爲所期望直徑爲止。 在將種晶沈入至所期望直徑止的當時，停止種晶之下 降，緩緩轉爲拉提。另外，在使此種晶接觸矽融液後，轉 爲拉提之間的矽融液表面之溫度變動，以放射溫度計測量 ，確認到溫度變動保持在土 1 . 5 °C之範圍。而且，將種晶 之拉提速度保持在min以下，一面調整矽融液之 溫度，一面在種晶下方形成減徑部，之後，擴大結晶直徑 爲特定直徑，育成一定直徑部直徑約200mm之單晶矽。 單晶一定直徑部長度成爲特定長度爲止而育成一定直 徑部後，形成使結晶直徑逐漸變細之尾部，藉由由矽融液 切斷育成之結晶，結束單晶矽之育成。 慢慢冷卻育成之單晶矽，取出製造裝置外，測量重量 ，獲得第3圖所示直徑208 mm、重量120kg之大直徑高 重量單晶。而且，並無在育成中途，由於滑動位錯進入而 從開始重作結晶育成之失敗，可以沒有問題地以無位錯育 成目標之結晶方向< Π 〇 >的大直徑高重量結晶。另外， 拉提後之測量結果，形成在第3圖所示之種晶的下端的減 徑部的最小直徑在5 mm以上，確認到即使不藉由達斯頸 部法，也可以育成單晶。 藉此，知道藉由利用本發明之製造方法，即使被認爲 不可能育成大直徑高重量之單晶的結晶方向< 1 1 〇 >之單 晶矽，以含MCZ法之CZ法也可以適當地加以製造。 另外，如依據本發明之方法，知道使用前端尖或者去 掉尖前端之形狀的種晶，在採用不依靠達斯頸部法以育成 -33- (29) (29)200305664 單晶矽之無位錯種附著法時，也可以提高其之成功率。 另外，本發明之製造方法並不限定於上述實施形態。 上述之實施形態爲所示例子，具有與本發明之申請專利範 圍所記載之技術思想實質上相同之構造，而有同樣之作用 效果之實施形態，不管哪種形態都含於本發明之技術範圍 〇 例如，在本發明之實施形態中，雖舉直徑200mm ( 8 英吋）之單晶矽的結晶育成爲例而做說明，但是在育成其 以下之直徑的單晶矽時，也可以充分獲得其效果，不需要 進行藉由達斯頸部法之種晶的縮小，所以對於高重量化也 有效，例如，在本發明中，形成在種晶前端之結晶直徑即 使最小直徑部份也可以確保5 mm以上之直徑，所以近年 來擴大利用之300mm( 12英吋）或者其以上之大直徑單 晶矽，特別是結晶重量超過3 00kg之高重量的單晶矽之製 造上也可以適用。 另外，在本實施形態中，關於結晶方向，雖以拉提最 爲困難之< 1 1 〇 >爲例而做說明，但是在其他結晶方向之 拉提當然也可以適用。結晶方向爲<1〇〇>或者<111>之 結晶的拉提，雖沒有< 11 〇 >結晶之拉提般困難，盡管如 此，藉由本發明方法，種附著之失敗頻度會減少，因而也 有效。 【圖式簡單說明】 第1圖係實施依據本發明之單晶矽之製造方法用之設 -34- (30) (30)200305664 置磁場施加裝置的cz法單晶製造裝置的槪略圖。 第2圖係顯示在達斯頸部法中使用的種晶’和在本發 明之製造方法中使用的前端尖或者去掉尖前端之形狀的種 晶圖。 第3圖係顯示利用本發明之製造方法所育成之結晶方 向< 1 1 0 >、直徑約2 0 0 m m之單晶政的一部份之照片。 第4圖係說明藉由達斯頸部法之滑動位錯的去除用圖 面。 主要元件對照表 1 c 種晶 Id 種晶 3 c 直筒部 3 d 直筒部 4c 前端部 4d 前端部 4e 前端部 4f 前端部 10 單結晶製造裝置 12 育成爐 14 上部育成爐 16 坩鍋支持軸 18 增鍋 20 坩鍋驅動機構 -35- (31)200305664 2 1 底 部 隔 熱 材 22 隔 熱 材 23 加 熱 器 26 旋 轉 機 構 27 種 晶 28 種 晶 保 持 器 3 3 電 磁 鐵

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Claims (1)

1. (1) (1)200305664 拾、申請專利範圍 1. 一種單晶矽之製造方法，是針對不進行達斯頸部 法而藉由柴可拉斯基法之單晶矽之製造方法，其特徵爲： 利用前端部之角度爲28°以下之前端尖或者去掉尖前 端之形狀的種晶，在使上述種晶的前端部接觸矽融液之前 ，使其停止在矽融液之正上方而予以加溫，之後，使上述 種晶的前端部接觸矽融液，沈入矽融液至所期望直徑爲止 ，之後，轉爲拉提以進行單晶之拉提時，至少在使上述種 晶的前端部接觸矽融液而轉爲拉提之間，使矽融液表面的 溫度變動保持在± 5 °C以下。 2. 如申請專利範圍第1項記載之單晶矽之製造方法 ，其中，使上述種晶之前端部接觸矽融液時的矽融液之溫 度爲比在利用達斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設爲適 合於使種晶接觸矽融液之溫度還高1 0〜20 °C之矽融液溫 度，使種晶接觸矽融液以進行沈入，至少停止上述種晶之 下降，而後轉爲拉提後，至形成在種晶下方之結晶直徑開 始擴大之間之減徑部的形成上，可以將拉提速度設在 0.5mm/mU以下，以拉提單晶。 3 .如申請專利範圍第2項記載之單晶矽之製造方法 ’其中，至少在使上述種晶的前端部接觸矽融液之時間點 至形成於種晶下方之減徑部的形成結束而開始結晶直徑的 擴大爲止之間，在矽融液施加中心磁場強度爲1 000G以 上之水平磁場，以拉提單晶矽。 4·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載 -37- (2) (2)200305664 之單晶矽之製造方法，其中，利用結晶方向爲< 1 1 0 >之 上述種晶，以拉提結晶方向< 110 >之單晶矽。 5. 一種單晶矽，是針對利用柴可拉斯基法所育成之 單晶矽，其特徵爲： 單晶砂之結晶方向爲<11〇>，而且具有直徑200mm 以上之單晶一定直徑部。 6. 如申請專利範圍第5項記載之單晶矽，其中，由 矽融液所拉提之上述單晶的總重量爲100kg以上。 7 . —種矽晶圓，其特徵爲： 晶圓之主直徑在200mm以上，而且，晶圓主面之面 方向爲（1 10 )。

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