JP2864066B2 - シリコン単結晶引上げ用石英ルツボとその製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶引上げ用石英ルツボとその製造方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B19/09—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
- C03B19/095—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould by centrifuging, e.g. arc discharge in rotating mould
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコンを溶融
してシリコン単結晶を製造する際に用いられる石英ガラ
スルツボおよびその製造方法に関する。
してシリコン単結晶を製造する際に用いられる石英ガラ
スルツボおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】半導体用シリコン単結晶の製
造においては、多結晶シリコンを溶融する石英ガラスル
ツボの品質が、引上げられる単結晶シリコンの単結晶化
歩留りに大きな影響を与える。特に石英ガラスルツボの
内表面近傍に気泡が含まれると、ルツボ内面の溶解と共
にその気泡がシリコン融液中に混入し、引上げられるシ
リコン単結晶中に取込まれ、結晶転位による結晶欠陥
(「有転位化」) の原因となる。従って内表面近傍に気泡
を含まない高品質の石英ルツボが望まれている。石英ル
ツボの原料としては、合成石英を用いる例も一部で知ら
れているが、従来は主に天然石英粉を用いており、製造
時に内表面近傍に気泡が生じない工夫がなされている。
しかし現状では気泡を含まない石英ルツボを製造するに
は極めて難しい。
造においては、多結晶シリコンを溶融する石英ガラスル
ツボの品質が、引上げられる単結晶シリコンの単結晶化
歩留りに大きな影響を与える。特に石英ガラスルツボの
内表面近傍に気泡が含まれると、ルツボ内面の溶解と共
にその気泡がシリコン融液中に混入し、引上げられるシ
リコン単結晶中に取込まれ、結晶転位による結晶欠陥
(「有転位化」) の原因となる。従って内表面近傍に気泡
を含まない高品質の石英ルツボが望まれている。石英ル
ツボの原料としては、合成石英を用いる例も一部で知ら
れているが、従来は主に天然石英粉を用いており、製造
時に内表面近傍に気泡が生じない工夫がなされている。
しかし現状では気泡を含まない石英ルツボを製造するに
は極めて難しい。
【０００３】
【発明の解決課題】本発明において、石英ルツボの原料
として非晶質のシリカ粉を２〜２０重量％含む結晶質シ
リカ粉を用いれば気泡含有率が実質的にゼロになること
が見出だされた。本発明は上記知見に基づき、従来の石
英ルツボにおける問題を解決したものであり、実質的に
気泡を含まない内表面を有する石英ルツボとその製造方
法を提供することを目的とする。
として非晶質のシリカ粉を２〜２０重量％含む結晶質シ
リカ粉を用いれば気泡含有率が実質的にゼロになること
が見出だされた。本発明は上記知見に基づき、従来の石
英ルツボにおける問題を解決したものであり、実質的に
気泡を含まない内表面を有する石英ルツボとその製造方
法を提供することを目的とする。
【０００４】本発明によれば、内表面から少なくとも１
mmの厚さが、非晶質シリカ粉を２〜２０重量％含む結晶
質シリカ粉を原料とし加熱溶融して形成された実質的に
気泡を含まないことを特徴とするシリコン単結晶引上げ
用石英ルツボが提供される。また本発明によれば、回転
モールド法による石英ルツボの製造において、非晶質シ
リカ粉を２〜２０重量％含む結晶質シリカ粉をモールド
に充填して加熱溶融することにより、内表面から少なく
とも１mmの厚さが実質的に気泡を含有しないシリコン単
結晶引上げ用石英ルツボを製造する方法が提供される。
mmの厚さが、非晶質シリカ粉を２〜２０重量％含む結晶
質シリカ粉を原料とし加熱溶融して形成された実質的に
気泡を含まないことを特徴とするシリコン単結晶引上げ
用石英ルツボが提供される。また本発明によれば、回転
モールド法による石英ルツボの製造において、非晶質シ
リカ粉を２〜２０重量％含む結晶質シリカ粉をモールド
に充填して加熱溶融することにより、内表面から少なく
とも１mmの厚さが実質的に気泡を含有しないシリコン単
結晶引上げ用石英ルツボを製造する方法が提供される。
【０００５】石英ルツボの内表面近傍の気泡含有率は引
上げられるシリコン単結晶の有転位化に影響を与え、単
結晶化歩留りを左右する。本発明においては内表面近傍
の領域としては、内表面から少なくとも１mm厚さであ
る。ルツボの内表面近傍はシリコン単結晶を引上げる
際、シリコン融液により浸食され約0.7mm厚程度溶損す
るのでこの厚さに含まれる気泡はシリコン融液中に混入
し、シリコン単結晶中に入って転位発生の原因となった
り結晶の成長を阻害して単結晶化率を低下させる。本発
明において、実質的に気泡を含まないとは気泡の含有率
が0.01vol％以下であることをいう。内表面から少なく
とも１mmの厚さの領域における気泡の含有率が0.01vol
％未満であれば、そのルツボを用いて引上げたシリコン
単結晶の有転位化が減少し結晶化歩留りが向上する。
上げられるシリコン単結晶の有転位化に影響を与え、単
結晶化歩留りを左右する。本発明においては内表面近傍
の領域としては、内表面から少なくとも１mm厚さであ
る。ルツボの内表面近傍はシリコン単結晶を引上げる
際、シリコン融液により浸食され約0.7mm厚程度溶損す
るのでこの厚さに含まれる気泡はシリコン融液中に混入
し、シリコン単結晶中に入って転位発生の原因となった
り結晶の成長を阻害して単結晶化率を低下させる。本発
明において、実質的に気泡を含まないとは気泡の含有率
が0.01vol％以下であることをいう。内表面から少なく
とも１mmの厚さの領域における気泡の含有率が0.01vol
％未満であれば、そのルツボを用いて引上げたシリコン
単結晶の有転位化が減少し結晶化歩留りが向上する。
【０００６】上記石英ルツボは、原料として非晶質のシ
リカ粉を２〜２０重量％、好ましくは４〜１０重量％、
含む結晶質シリカ粉を用いることにより製造することが
できる。非晶質シリカとして特に限定はないが、非晶質
の合成石英等が好適である。また結晶質シリカとしては
一般に使用される天然石英または結晶質合成石英（クリ
ストバライト）等を用いることができる。非晶質シリカ
の含有量が２重量％未満では有意の添加効果が発現せ
ず、また２０重量％を超えると石英ルツボ自体の物性に
影響を与えるためいずれも好ましくない。非晶質シリカ
を添加すると、結晶質シリカに比べて低温で軟化し易い
非晶質シリカ分が結晶質シリカの軟化する前に軟化し、
結晶質シリカ粒の間に流れ込み内部の気泡を追い出し、
あるいは充填することにより実質的に気泡のない石英ル
ツボを製造することができる。
リカ粉を２〜２０重量％、好ましくは４〜１０重量％、
含む結晶質シリカ粉を用いることにより製造することが
できる。非晶質シリカとして特に限定はないが、非晶質
の合成石英等が好適である。また結晶質シリカとしては
一般に使用される天然石英または結晶質合成石英（クリ
ストバライト）等を用いることができる。非晶質シリカ
の含有量が２重量％未満では有意の添加効果が発現せ
ず、また２０重量％を超えると石英ルツボ自体の物性に
影響を与えるためいずれも好ましくない。非晶質シリカ
を添加すると、結晶質シリカに比べて低温で軟化し易い
非晶質シリカ分が結晶質シリカの軟化する前に軟化し、
結晶質シリカ粒の間に流れ込み内部の気泡を追い出し、
あるいは充填することにより実質的に気泡のない石英ル
ツボを製造することができる。
【０００７】上記石英ルツボは回転モールド法により製
造することができる。具体的には、非晶質シリカ粉を２
〜２０重量％、好ましくは４〜１０重量％、含む結晶質
シリカ粉をルツボ内表面から少なくとも１mmの厚さにな
るようにモールドに充填して加熱溶融することにより、
上記石英ルツボが製造される。
造することができる。具体的には、非晶質シリカ粉を２
〜２０重量％、好ましくは４〜１０重量％、含む結晶質
シリカ粉をルツボ内表面から少なくとも１mmの厚さにな
るようにモールドに充填して加熱溶融することにより、
上記石英ルツボが製造される。
【０００８】
【実施例】100％結晶質天然石英からなる原料１、100％
結晶質合成石英(クリストバライト)からなる原料２およ
び100％非晶質合成石英の原料３を表１に示した割合で
混合し、回転モールド法を用いてそれぞれ石英ガラスル
ツボを製造した。各ルツボの内表面から１mm厚さの領域
の気泡含有率(vol％)の値および各ルツボを用いてシリ
コン単結晶を引上げた結果得られた単結晶収率を表１に
示した。なお実施例６は90％結晶化させた合成石英を原
料としてルツボを製造した場合の値である。各原料を混
合せずに常法に用いた場合の結果を比較例１〜３に示し
た。比較例４は本発明の範囲外の配合組成を用いた場合
である。
結晶質合成石英(クリストバライト)からなる原料２およ
び100％非晶質合成石英の原料３を表１に示した割合で
混合し、回転モールド法を用いてそれぞれ石英ガラスル
ツボを製造した。各ルツボの内表面から１mm厚さの領域
の気泡含有率(vol％)の値および各ルツボを用いてシリ
コン単結晶を引上げた結果得られた単結晶収率を表１に
示した。なお実施例６は90％結晶化させた合成石英を原
料としてルツボを製造した場合の値である。各原料を混
合せずに常法に用いた場合の結果を比較例１〜３に示し
た。比較例４は本発明の範囲外の配合組成を用いた場合
である。
【０００９】
【表１】 原料組成 内表面領域の シリコン単結晶 実施例 (wt％) 気泡含有率 収 率 1 2 3 (vol％) (％) 1 98 2 0.01 80 2 94 6 ＜0.01 85 3 80 20 0.01 80 4 96 4 0.01 80 5 90 10 ＜0.01 83 6 (90) (10) ＜0.01 83 比較例 1 100 0.08 78 2 100 0.15 76 3 100 0.40 58 4 70 30 0.10 77
【００１０】
【発明の効果】本発明の石英ガラスルツボは、内表面の
一定領域で実質的に気泡を含まないため、引上げたシリ
コン単結晶の単結晶化率が格段に高い。実用上石英ルツ
ボのシリコン単結晶化率は７０％以上を求められるが、
本発明の石英ルツボはこの要求に十分応えるものであ
る。しかもこのルツボは結晶化したシリカと非晶質のシ
リカとを適正な配合組成として容易に製造することがで
きる。
一定領域で実質的に気泡を含まないため、引上げたシリ
コン単結晶の単結晶化率が格段に高い。実用上石英ルツ
ボのシリコン単結晶化率は７０％以上を求められるが、
本発明の石英ルツボはこの要求に十分応えるものであ
る。しかもこのルツボは結晶化したシリカと非晶質のシ
リカとを適正な配合組成として容易に製造することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00
Claims (2)
- 【請求項１】 内表面から少なくと１mmの厚さが、非晶
質シリカ粉を２〜２０重量％含む結晶質シリカ粉を原料
とし加熱溶融して形成された実質的に気泡を含まない層
であることを特徴とするシリコン単結晶引上げ用石英ル
ツボ。 - 【請求項２】 回転モールド法による石英ルツボの製造
において、非晶質シリカ粉を２〜２０重量％含む結晶質
シリカ粉をモールドに充填して加熱溶融することによ
り、内表面から少なくとも１mmの厚さが実質的に気泡を
含有しないシリコン単結晶引上げ用石英ルツボを製造す
る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355567A JP2864066B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355567A JP2864066B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0672793A JPH0672793A (ja) | 1994-03-15 |
| JP2864066B2 true JP2864066B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=18444650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3355567A Expired - Fee Related JP2864066B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864066B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5608257B1 (ja) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 信越石英株式会社 | 単結晶シリコン引き上げ用シリカ容器及びその製造方法 |
| JP5608258B1 (ja) * | 2013-04-15 | 2014-10-15 | 信越石英株式会社 | 単結晶シリコン引き上げ用シリカ容器及びその製造方法 |
| CN104395509A (zh) * | 2013-04-08 | 2015-03-04 | 信越石英株式会社 | 单晶硅提拉用二氧化硅容器及其制造方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP3355567A patent/JP2864066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672793A (ja) | 1994-03-15 |
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