JPH0825831B2 - シリコン単結晶製造装置 - Google Patents
シリコン単結晶製造装置Info
- Publication number
- JPH0825831B2 JPH0825831B2 JP3066659A JP6665991A JPH0825831B2 JP H0825831 B2 JPH0825831 B2 JP H0825831B2 JP 3066659 A JP3066659 A JP 3066659A JP 6665991 A JP6665991 A JP 6665991A JP H0825831 B2 JPH0825831 B2 JP H0825831B2
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- JP
- Japan
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- single crystal
- crucible
- screen
- thickness
- silicon single
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、チョコラルスキー
（ＣＺ）法のシリコン単結晶製造装置に関する。
（ＣＺ）法のシリコン単結晶製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造は、
チャンバ内に配したルツボに多結晶シリコンを投入し、
これをヒータにて加熱溶融し、ここで得られるシリコン
融液に種結晶を浸し、回転させつつ引き上げて種結晶下
に単結晶を成長させる如く行われている。
チャンバ内に配したルツボに多結晶シリコンを投入し、
これをヒータにて加熱溶融し、ここで得られるシリコン
融液に種結晶を浸し、回転させつつ引き上げて種結晶下
に単結晶を成長させる如く行われている。
【０００３】そして上記シリコン単結晶製造において、
単結晶の有転位化率を減少させることが課題とされてい
る。
単結晶の有転位化率を減少させることが課題とされてい
る。
【０００４】上記有転位化の発生システムについて付言
すると、有転位化は、単結晶製造時にシリコン融液と石
英ルツボの反応によってＳｉＯガスが発生し、この発生
したＳｉＯガスが装置の上部内壁に析出付着し、この付
着物が単結晶引上げ中にシリコン融液に落下して単結晶
に付着することによって生ずる。
すると、有転位化は、単結晶製造時にシリコン融液と石
英ルツボの反応によってＳｉＯガスが発生し、この発生
したＳｉＯガスが装置の上部内壁に析出付着し、この付
着物が単結晶引上げ中にシリコン融液に落下して単結晶
に付着することによって生ずる。
【０００５】そこで従来では、特公昭５７−４０１１９
号公報に見られるように、開口部が先細りになっている
輻射スクリーンで単結晶をカバーし、チャンバ内に不活
性ガスを流入せしめて、該不活性ガス流によりＳｉＯガ
スが上部に還流するのを防止させている。
号公報に見られるように、開口部が先細りになっている
輻射スクリーンで単結晶をカバーし、チャンバ内に不活
性ガスを流入せしめて、該不活性ガス流によりＳｉＯガ
スが上部に還流するのを防止させている。
【０００６】ところで、デバイス工程では、重金属不純
物を除くため酸素析出を利用するイントリンシックゲッ
タリングと云う技術があり、この技術を採用するには単
結晶中の酸素濃度を高くしておく必要があり、そのため
には単結晶直下のＯｉ濃度を高くしておかなければなら
ない。しかるにシリコン融液の表面にはＯｉ濃度の低い
シリコン融液が対流として流れており、Ｏｉ濃度を高く
するためにはシリコン融液の対流を押える必要がある。
物を除くため酸素析出を利用するイントリンシックゲッ
タリングと云う技術があり、この技術を採用するには単
結晶中の酸素濃度を高くしておく必要があり、そのため
には単結晶直下のＯｉ濃度を高くしておかなければなら
ない。しかるにシリコン融液の表面にはＯｉ濃度の低い
シリコン融液が対流として流れており、Ｏｉ濃度を高く
するためにはシリコン融液の対流を押える必要がある。
【０００７】上記対流を抑制する手段として、上記輻射
スクリーンとシリコン融液との間に流れる不活性ガスの
流速を大きくすることが考えられる（図４参照）。
スクリーンとシリコン融液との間に流れる不活性ガスの
流速を大きくすることが考えられる（図４参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、単に上記不活
性ガスの流速を大きくする手段は、ルツボと輻射スクリ
ーンとの間の不活性ガスの流れが乱流になり、ガスの渦
が発生し、ＳｉＯガスが滞留して輻射スクリーンに多量
に付着析出し、該析出物がシリコン融液に落下して単結
晶を有転位化させる。
性ガスの流速を大きくする手段は、ルツボと輻射スクリ
ーンとの間の不活性ガスの流れが乱流になり、ガスの渦
が発生し、ＳｉＯガスが滞留して輻射スクリーンに多量
に付着析出し、該析出物がシリコン融液に落下して単結
晶を有転位化させる。
【０００９】また、輻射スクリーンの下端内側に平たい
環状リムを突設してシリコン融液の対流を押えさせるこ
とも考えられるが、この場合には、上記環状リムの上側
にＳｉＯガスの渦流が発生し、ＳｉＯガスが付着析出し
て単結晶を有転位化させる。本発明は、上記実情化にあ
って、単結晶の有転位化を防止しつつ単結晶の酸素濃度
を高め得るシリコン単結晶製造装置を提供する目的でな
されたものである。
環状リムを突設してシリコン融液の対流を押えさせるこ
とも考えられるが、この場合には、上記環状リムの上側
にＳｉＯガスの渦流が発生し、ＳｉＯガスが付着析出し
て単結晶を有転位化させる。本発明は、上記実情化にあ
って、単結晶の有転位化を防止しつつ単結晶の酸素濃度
を高め得るシリコン単結晶製造装置を提供する目的でな
されたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、逆円
錐形の管状輻射スクリーンを有するチョコラルスキー法
の単結晶製造装置であって、輻射スクリーンの下端部の
肉厚が、輻射スクリーンの他部の肉厚よりも、１．２倍
以上であって、ルツボの内径の０．２倍以下だけ外側へ
向い幅広にしたものである。
錐形の管状輻射スクリーンを有するチョコラルスキー法
の単結晶製造装置であって、輻射スクリーンの下端部の
肉厚が、輻射スクリーンの他部の肉厚よりも、１．２倍
以上であって、ルツボの内径の０．２倍以下だけ外側へ
向い幅広にしたものである。
【００１１】ここで最大幅広量をルツボ内径の０．２倍
としたのは、これ以上広げると原料のルツボへの投入に
支障を来すためであり、最小幅広量を輻射スクリーン肉
厚の１．２倍としたのは、これ以下の場合は、当該下端
部に強度上問題を生じるからである。
としたのは、これ以上広げると原料のルツボへの投入に
支障を来すためであり、最小幅広量を輻射スクリーン肉
厚の１．２倍としたのは、これ以下の場合は、当該下端
部に強度上問題を生じるからである。
【００１２】
【作用】上記構成に依れば、リムが存在しないため、リ
ム付設近傍での渦流の発生が避けられる。そして輻射ス
クリーンの下端部は幅広になっているため、高速の不活
性ガスを流しても輻射スクリーンとシリコン融液との間
に乱流、渦流を生じない。 すなわち、ＳｉＯガスの付
着析出を生じさせることなく、不活性ガスを高速で流せ
る。
ム付設近傍での渦流の発生が避けられる。そして輻射ス
クリーンの下端部は幅広になっているため、高速の不活
性ガスを流しても輻射スクリーンとシリコン融液との間
に乱流、渦流を生じない。 すなわち、ＳｉＯガスの付
着析出を生じさせることなく、不活性ガスを高速で流せ
る。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示し、図中、１は
真空度調整可能なチャンバ、２は上下動及び回転可能な
石英製ルツボ、３は上記ルツボ２の外側に環状に配され
たヒータ、４は上記ヒータ３の外側に環状に配された保
温材、５は単結晶６を引き上げる引上げ手段、７はシリ
コン融液を示す。
真空度調整可能なチャンバ、２は上下動及び回転可能な
石英製ルツボ、３は上記ルツボ２の外側に環状に配され
たヒータ、４は上記ヒータ３の外側に環状に配された保
温材、５は単結晶６を引き上げる引上げ手段、７はシリ
コン融液を示す。
【００１４】８はルツボ２の上方に固設された逆円錐形
の管状輻射スクリーンであって該輻射スクリーン８はＳ
ｉＯガスの単結晶上部への還流を防止する役目を担って
いる。そして上記輻射スクリーン８の下端９の肉厚Ｄ
は、同輻射スクリーン８の他部の肉厚ｄよりも１．２倍
以上であり、且つルツボ内径Ｔの０．２倍以下だけ外側
に張り出し状に幅広くなしてある。これは、輻射スクリ
ーン８とシリコン融液７との間を流れる不活性ガスの流
れを整流とさせるためである。この幅広部の肉厚９は図
２に示すように大きければ大きい程効果があるが実用的
には、原料投入に支障を来さぬ範囲で決定するのが好ま
しい。
の管状輻射スクリーンであって該輻射スクリーン８はＳ
ｉＯガスの単結晶上部への還流を防止する役目を担って
いる。そして上記輻射スクリーン８の下端９の肉厚Ｄ
は、同輻射スクリーン８の他部の肉厚ｄよりも１．２倍
以上であり、且つルツボ内径Ｔの０．２倍以下だけ外側
に張り出し状に幅広くなしてある。これは、輻射スクリ
ーン８とシリコン融液７との間を流れる不活性ガスの流
れを整流とさせるためである。この幅広部の肉厚９は図
２に示すように大きければ大きい程効果があるが実用的
には、原料投入に支障を来さぬ範囲で決定するのが好ま
しい。
【００１５】
【使用例】内径３８０ｍｍのルツボに多結晶シリコン５
０ｋｇを投入融解し、ｄ＝１０ｍｍ、Ｄ＝３５ｍｍの輻
射スクリーンを用い、輻射スクリーンとシリコン融液と
の距離を２０ｍｍとして、不活性ガスの流速を３ｍ／ｓ
ｅｃに設定し単結晶製造を行い、直径６インチ、長さ１
００ｃｍのインゴットを得た。
０ｋｇを投入融解し、ｄ＝１０ｍｍ、Ｄ＝３５ｍｍの輻
射スクリーンを用い、輻射スクリーンとシリコン融液と
の距離を２０ｍｍとして、不活性ガスの流速を３ｍ／ｓ
ｅｃに設定し単結晶製造を行い、直径６インチ、長さ１
００ｃｍのインゴットを得た。
【００１６】そして上記インゴットを分析に供したとこ
ろ、酸素濃度は１６個×１０17／ｃｍ3で有転位化率は
１０％であった。すなわち、酸素濃度は上記イントリン
シックゲッタリングを行うのに十分な濃度であり、有転
位化率は、従来法に依るものが２０％であるのに比較す
ると極めて低いものであった。
ろ、酸素濃度は１６個×１０17／ｃｍ3で有転位化率は
１０％であった。すなわち、酸素濃度は上記イントリン
シックゲッタリングを行うのに十分な濃度であり、有転
位化率は、従来法に依るものが２０％であるのに比較す
ると極めて低いものであった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明装置は不活
性ガスの流速を速めたとしても、有転位化を押え得るも
のであり、酸素含有量の高い品質の良い（有転位化率の
低い）単結晶を得るための装置として有効適切なもので
ある。
性ガスの流速を速めたとしても、有転位化を押え得るも
のであり、酸素含有量の高い品質の良い（有転位化率の
低い）単結晶を得るための装置として有効適切なもので
ある。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図
【図２】単結晶中の酸素濃度とＤとの関係
【図３】単結晶中の酸素濃度と輻射スクリーン先端巾広
部との関係を示す図
部との関係を示す図
【図４】単結晶中の酸素濃度と不活性ガスの流速との関
係
係
８ 輻射スクリーン ９ 輻射スクリーン下端部 Ｄ 下端部の肉厚 ｄ 他部の肉厚 Ｔ ルツボの内径
Claims (1)
- 【請求項１】 逆円錐形の管状輻射スクリーンを有する
チョコラルスキー法の単結晶製造装置であって、輻射ス
クリーンの下端部の肉厚が、輻射スクリーンの他部の肉
厚よりも、１．２倍以上であって、ルツボの内径の０．
２倍以下だけ外側へ向い幅広になっていることを特徴と
するシリコン単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066659A JPH0825831B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | シリコン単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066659A JPH0825831B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | シリコン単結晶製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331790A JPH04331790A (ja) | 1992-11-19 |
| JPH0825831B2 true JPH0825831B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=13322252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3066659A Expired - Fee Related JPH0825831B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | シリコン単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825831B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6485807B1 (en) | 1997-02-13 | 2002-11-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects, and methods of preparing the same |
| SG64470A1 (en) | 1997-02-13 | 1999-04-27 | Samsung Electronics Co Ltd | Methods of manufacturing monocrystalline silicon ingots and wafers by controlling pull rate profiles in a hot zone furnace and ingots and wafers manufactured thereby |
| US6503594B2 (en) | 1997-02-13 | 2003-01-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects and slip |
| US6340392B1 (en) | 1997-10-24 | 2002-01-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pulling methods for manufacturing monocrystalline silicone ingots by controlling temperature at the center and edge of an ingot-melt interface |
| JP2016141582A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
| JP2016141581A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63152161A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-24 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPS63293963A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-11-30 | Hitachi Ltd | 樹脂封止型半導体装置 |
| JP2654033B2 (ja) * | 1987-11-14 | 1997-09-17 | 松下電工株式会社 | 半導体ｉｃ装置 |
| JPH0312954A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-21 | Nec Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| JPH0322544A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Sony Corp | 半導体装置 |
| JP2550492Y2 (ja) * | 1991-07-30 | 1997-10-15 | 京セラ株式会社 | 半導体素子収納用パッケージ |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3066659A patent/JPH0825831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04331790A (ja) | 1992-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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