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JPH10330190A - Growth of silicon single crystal - Google Patents

Growth of silicon single crystal

Info

Publication number
JPH10330190A
JPH10330190A JP13902997A JP13902997A JPH10330190A JP H10330190 A JPH10330190 A JP H10330190A JP 13902997 A JP13902997 A JP 13902997A JP 13902997 A JP13902997 A JP 13902997A JP H10330190 A JPH10330190 A JP H10330190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seed
single crystal
silicon
crystal
growing
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.)
Pending
Application number
JP13902997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshige Abe
啓成 安部
Kazutaka Terajima
一高 寺嶋
Susumu Maeda
進 前田
Hideo Nakanishi
秀夫 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Techxiv Corp
Coorstek KK
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Research Development Corp of Japan
Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Toshiba Ceramics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Silicon Corp, Research Development Corp of Japan, Komatsu Electronic Metals Co Ltd, Toshiba Ceramics Co Ltd filed Critical Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority to JP13902997A priority Critical patent/JPH10330190A/en
Publication of JPH10330190A publication Critical patent/JPH10330190A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely obtain a large-diameter, heavyweight silicon single crystal by surely supporting it with the enlarged diameter of a seed drawn part. SOLUTION: The growth of a silicon single crystal is conducted by the following method: a seed crystal 24 with its lower end contacted with a silicon melt reserved in a crucible inside a chamber is pulled up to make a seed drawn part 25a from the melt, and further pulled up to grow the objective single crystal 25 on the lower end of the seed drawn part; wherein the surface of the seed drawn part 25a of the seed crystal being pulled up is heated and a silane- based gas is allowed to flow around the seed drawn part to effect epitaxial growth of a single crystal silicon layer 25b with a thickness of 50-5,000 μm on the surface of the seed drawn part 25a; in this case, it is preferable that, when the gas is allowed to flow, the surface of the seed drawn part 25a is heated to 500-1,400 deg.C and the rate of epitaxial growth of the single crystal silicon layer 25b is 0.05-100 μm/min. Furthermore, the silane-based gas is pref. SiCl4 , SiHCl3 , SiH2 Cl2 or SiH4 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法(以下、CZ法という)によりシリコン融液から単結
晶を育成する方法に関する。更に詳しくは、種結晶を引
上げてシリコン融液から種絞り部を作製した後、種結晶
を更に引上げて種絞り部の下部に単結晶を育成する方法
に関するものである。
The present invention relates to a method for growing a single crystal from a silicon melt by the Czochralski method (hereinafter referred to as CZ method). More specifically, the present invention relates to a method of pulling a seed crystal to produce a seed drawing portion from a silicon melt, and then further pulling the seed crystal to grow a single crystal below the seed drawing portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置として、チャンバの
上方から不活性ガスを供給して融液表面から蒸発したS
iOガスを排出するガス供給手段を備えた単結晶引上げ
装置が知られており、この装置を使用したシリコン単結
晶の育成方法としてるつぼ内のシリコン融液から半導体
用の高純度シリコン単結晶を成長させるCZ法が知られ
ている。この方法は、ミラーエッチングされた種結晶を
シリコン融液に接触させ、種結晶を引上げてシリコン融
液から種絞り部を作製し、その後目的とするシリコン棒
の直径まで結晶を徐々に太らせて成長させることによ
り、必要な面方位を有する無転位の単結晶棒を得る方法
である。この単結晶を得るに際しては種結晶がシリコン
融液に接触する際の熱応力のために種結晶にスリップ転
位が導入され、無転位の単結晶を得ることが困難である
ために通常ダッシュ(Dash)法が広く利用されてい
る(W. C. Dash, J. Appl. Phys. 29 736-737(1958))。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus of this type, an inert gas is supplied from above a chamber to evaporate S from a melt surface.
2. Description of the Related Art A single crystal pulling apparatus provided with a gas supply means for discharging iO gas is known. As a method for growing a silicon single crystal using this apparatus, a high purity silicon single crystal for a semiconductor is grown from a silicon melt in a crucible. A known CZ method is known. In this method, a mirror-etched seed crystal is brought into contact with a silicon melt, the seed crystal is pulled up to form a seed drawing portion from the silicon melt, and then the crystal is gradually thickened to a target silicon rod diameter. This is a method of obtaining a dislocation-free single crystal rod having a required plane orientation by growing. When this single crystal is obtained, slip dislocations are introduced into the seed crystal due to thermal stress when the seed crystal contacts the silicon melt, and it is difficult to obtain a single crystal without dislocation. ) Method is widely used (WC Dash, J. Appl. Phys. 29 736-737 (1958)).

【0003】このダッシュ法は種結晶をシリコン融液に
接触させた後に直径を3mm程度に一旦細くして種絞り
部を形成することにより、種結晶に導入されたスリップ
転位から伝播した転位を消滅させ、無転位の単結晶を得
るものである。即ちダッシュ法では、種結晶から引き続
き成長させる単結晶部に直径の小さい種絞り部が必要で
あり、この種絞り部が所定の値以上であると十分に無転
位化することが困難である。現在では十分に無転位化で
きる種絞り部の直径は上述した約3mmが限界値といわ
れている。
In the dash method, after a seed crystal is brought into contact with a silicon melt, the diameter of the seed crystal is reduced to about 3 mm to form a seed drawing portion, thereby eliminating dislocations propagated from slip dislocations introduced into the seed crystal. Thus, a dislocation-free single crystal is obtained. That is, in the dash method, a seed drawing portion having a small diameter is required in a single crystal portion to be continuously grown from a seed crystal, and if the seed drawing portion has a predetermined value or more, it is difficult to sufficiently eliminate dislocations. At present, it is said that the diameter of the seed constricted portion which can sufficiently eliminate dislocations is about 3 mm described above as a limit value.

【0004】一方、実際に使用される無転位の単結晶棒
の実用的な長さは約1m必要といわれている。これはこ
の長さ以下の単結晶は実際に使用する際の加工において
削除される箇所が多く、製造コストが高価となり実用的
な価値が消滅してしまうからである。従って、種絞り部
の直径が制限されると種絞り部が支持可能な単結晶の重
量に限界が生じ、実用的な長さの単結晶棒を得るために
は必然的に単結晶の直径が制限されることになる。例え
ば、従来の3mmの種絞り部の直径で1mの長さ以上の
単結晶を引上げるにはその直径は約300mmが限界で
あるといわれている。
On the other hand, the practical length of a dislocation-free single crystal rod actually used is said to be about 1 m. This is because a single crystal with a length of less than this length is often deleted in the processing at the time of actual use, so that the production cost is high and the practical value is lost. Therefore, if the diameter of the seed drawing portion is limited, the weight of the single crystal that can be supported by the seed drawing portion is limited, and in order to obtain a single crystal rod of a practical length, the diameter of the single crystal is inevitably increased. Will be limited. For example, it is said that the diameter of a conventional 3 mm seed drawing portion has a limit of about 300 mm in order to pull a single crystal having a length of 1 m or more.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし近年の単結晶の
大口径化の必要性は特にVLSIの集積化が進むことに
起因して高まっており、従来の直径の極めて小さい種絞
り部では例えば直径が300mm以上の大重量化した単
結晶を実用的な長さで引上げるためには強度が十分でな
く、種絞り部の破損により単結晶棒が落下する等の重大
な事故を生じる恐れがあった。また、ダッシュ法では、
種絞りを行うことに比較的長い時間を必要とし、一度種
絞りを失敗すると再び長時間かけてやり直す必要があ
り、成長プロセスにおける効率低下という不具合を招い
ていた。本発明の目的は、種絞り部の直径を大きくして
シリコン単結晶を確実に支持することにより、大直径で
大重量のシリコン単結晶を確実に得るシリコン単結晶の
育成方法を提供することにある。
However, the necessity of increasing the diameter of a single crystal in recent years has been particularly increased due to the progress of integration of VLSIs. However, the strength is not enough to pull a heavy single crystal with a practical length of 300 mm or more, and a serious accident such as dropping of the single crystal rod due to breakage of the seed drawing part may occur. Was. Also, in the dash method,
It takes a relatively long time to perform the seed drawing, and once the seed drawing has failed, it is necessary to start over again for a long time, resulting in a disadvantage that the efficiency in the growth process is reduced. An object of the present invention is to provide a method for growing a silicon single crystal in which a large diameter and a large weight silicon single crystal can be surely obtained by enlarging the diameter of a seed drawing portion and reliably supporting the silicon single crystal. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
図1及び図3に示すように、チャンバ11内のるつぼ1
3に貯留されたシリコン融液12に下端を接触させた種
結晶24を引上げてシリコン融液12から種絞り部25
aを作製し、種結晶24を更に引上げて種絞り部25a
の下部に単結晶25を育成する方法の改良である。その
特徴ある構成は、引上げ中の種結晶24の種絞り部25
aの表面を加熱しかつ種絞り部25aの周囲にシラン系
ガスを流して種絞り部25aの表面に単結晶シリコン層
25bを50〜5000μmの厚さにエピタキシャル成
長させるところにある。この請求項1に係るシリコン単
結晶の育成方法では、引上げ途中の種絞り部25aの表
面に単結晶シリコン層25bを50〜5000μmの厚
さでエピタキシャル成長させることにより、種絞り部2
5aの直径が拡大し、種絞り部25aの単位面積当りの
シリコン単結晶25を支持する支持重量が低下する。な
お、単結晶シリコン層25bは特に500〜5000μ
mの厚さにエピタキシャル成長させることが好ましく、
更に好ましくは2000〜5000μmの厚さである。
The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1 and FIG.
The seed crystal 24 whose lower end is brought into contact with the silicon melt 12 stored in the sample melt 3 is pulled up, and the seed narrowing section 25 is separated from the silicon melt 12.
a, the seed crystal 24 is further pulled up, and the seed drawing portion 25a
Is an improvement of a method for growing a single crystal 25 in the lower part of FIG. The characteristic configuration is that the seed drawing portion 25 of the seed crystal 24 being pulled is drawn.
The surface of a is heated and a silane-based gas is flowed around the seed aperture 25a to epitaxially grow the single crystal silicon layer 25b to a thickness of 50 to 5000 μm on the surface of the seed aperture 25a. In the method for growing a silicon single crystal according to the first aspect, the seed narrowing portion 2 is formed by epitaxially growing the single crystal silicon layer 25b to a thickness of 50 to 5000 μm on the surface of the seed narrowing portion 25a during pulling.
The diameter of 5a is enlarged, and the supporting weight for supporting silicon single crystal 25 per unit area of seed drawing portion 25a is reduced. The single-crystal silicon layer 25b has a thickness of 500 to 5000 μm.
m is preferably epitaxially grown to a thickness of m
More preferably, the thickness is from 2000 to 5000 μm.

【0007】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、シラン系ガスを流すときに種絞り部25a
の表面を500〜1400℃の温度に加熱するシリコン
単結晶の育成方法である。種絞り部25aの表面を50
0〜1400℃の温度に加熱することにより有効に種絞
り部25aの表面に単結晶シリコン層25bをエピタキ
シャル成長させる。種絞り部25aの表面が500℃未
満又は1400℃を越えると、エピタキシャル成長が起
らず、単結晶シリコン層25bが形成されない。好まし
くは800〜1100℃である。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the seed narrowing section 25a is used when the silane-based gas flows.
Is a method of growing a silicon single crystal in which the surface of the silicon single crystal is heated to a temperature of 500 to 1400 ° C. The surface of the seed drawing part 25a is
By heating to a temperature of 0 to 1400 ° C., a single-crystal silicon layer 25b is effectively grown epitaxially on the surface of the seed drawing portion 25a. If the surface of the seed narrowing portion 25a is lower than 500 ° C. or higher than 1400 ° C., epitaxial growth does not occur, and the single crystal silicon layer 25b is not formed. Preferably it is 800-1100 degreeC.

【0008】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
係る発明であって、単結晶シリコン層25bのエピタキ
シャル成長速度が0.05〜100μm/分であるシリ
コン単結晶の育成方法である。エピタキシャル成長速度
が0.05〜100μm/分であることにより、種絞り
部25aの表面に単結晶シリコン層25bを50〜50
00μmの厚さにエピタキシャル成長させる。エピタキ
シャル成長速度が0.05μm/分未満であると単結晶
シリコン層25bが50μmの厚さに成長するのに時間
がかかりすぎ、エピタキシャル成長速度が100μm/
分を越えると単結晶シリコン層25bが有転位化する。
なお、エピタキシャル成長速度は特に1〜100μm/
分であることが好ましく、更に好ましくは10〜100
μm/分である。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, which is a method for growing a silicon single crystal in which the epitaxial growth rate of the single crystal silicon layer 25b is 0.05 to 100 μm / min. Since the epitaxial growth rate is 0.05 to 100 μm / min, the single crystal silicon layer 25 b is
Epitaxial growth to a thickness of 00 μm. When the epitaxial growth rate is less than 0.05 μm / min, it takes too much time for the single crystal silicon layer 25b to grow to a thickness of 50 μm, and the epitaxial growth rate is 100 μm / min.
When the length exceeds the limit, dislocations are formed in the single crystal silicon layer 25b.
The epitaxial growth rate is particularly 1 to 100 μm /
Minutes, more preferably 10 to 100
μm / min.

【0009】請求項4に係る発明は、請求項1ないし3
いずれかに係る発明であって、シラン系ガスがSiCl
4、SiHCl3、SiH2Cl2又はSiH4であるシリ
コン単結晶の育成方法である。シラン系ガスがSiCl
4、SiHCl3、SiH2Cl2又はSiH4であること
により以下に示す化学反応により、種絞り部25aの表
面に単結晶シリコン層25bを有効にエピタキシャル成
長させる。 SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl SiHCl3 + H2 → Si + 3HCl SiH2Cl2 → Si + 2HCl SiH4 → Si + 2H2
The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3
The invention according to any one of the above, wherein the silane-based gas is SiCl
4 , a method for growing a silicon single crystal which is SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 or SiH 4 . Silane gas is SiCl
4. The single crystal silicon layer 25b is effectively epitaxially grown on the surface of the seed narrowing portion 25a by the following chemical reaction due to SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 or SiH 4 . SiCl 4 + 2H 2 → Si + 4HCl SiHCl 3 + H 2 → Si + 3HCl SiH 2 Cl 2 → Si + 2HCl SiH 4 → Si + 2H 2

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図3に示すように、本発明の
育成方法に使用するシリコン単結晶育成装置10のチャ
ンバ11内には、シリコン融液12を貯留する石英るつ
ぼ13が設けられ、この石英るつぼ13の外面は黒鉛サ
セプタ14により被覆される。石英るつぼ13の下面は
上記黒鉛サセプタ14を介して支軸16の上端に固定さ
れ、この支軸16の下部はるつぼ駆動手段17に接続さ
れる。るつぼ駆動手段17は図示しないが石英るつぼ1
3を回転させる第1回転用モータと、石英るつぼ13を
昇降させる昇降用モータとを有し、これらのモータによ
り石英るつぼ13が所定の方向に回転し得るとともに、
上下方向に移動可能となっている。石英るつぼ13の外
方にはこの石英るつぼ13から所定の間隔をあけて第1
ヒータ18が設けられ、この第1ヒータ18とチャンバ
11との間には保温筒19が設けられる。第1ヒータ1
8により石英るつぼ13に投入された高純度のシリコン
多結晶が溶融してシリコン融液12になる。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, a quartz crucible 13 for storing a silicon melt 12 is provided in a chamber 11 of a silicon single crystal growing apparatus 10 used in the growing method of the present invention, and the outer surface of the quartz crucible 13 is graphite. Covered by susceptor 14. The lower surface of the quartz crucible 13 is fixed to the upper end of a support shaft 16 via the graphite susceptor 14, and the lower portion of the support shaft 16 is connected to a crucible driving unit 17. Although the crucible driving means 17 is not shown, the quartz crucible 1
3 has a first rotation motor for rotating 3 and a lifting / lowering motor for raising / lowering the quartz crucible 13, and these motors can rotate the quartz crucible 13 in a predetermined direction,
It can be moved up and down. Outside the quartz crucible 13, the first
A heater 18 is provided, and a heat retaining cylinder 19 is provided between the first heater 18 and the chamber 11. First heater 1
The high-purity silicon polycrystal put into the quartz crucible 13 is melted by 8 to become a silicon melt 12.

【0011】またチャンバ11の上面にはチャンバ11
より小径の円筒状のケーシング21が設けられる。この
ケーシング21の下部内面には第2ヒータ21aが設け
られ、ケーシング21の上端部には水平状態で旋回可能
に引上げヘッド22が設けられ、ヘッド22からはワイ
ヤケーブル23が石英るつぼ13の回転中心に向って垂
下される。図示しないが、ヘッド22にはヘッド22を
回転させる第2回転用モータと、ワイヤケーブル23を
巻取り又は繰出す引上げ用モータが内蔵される。ワイヤ
ケーブル23の下端にはシリコン融液12に浸してシリ
コン単結晶25を引上げるための種結晶24がホルダ2
3aを介して取付けられる。
On the upper surface of the chamber 11, a chamber 11 is provided.
A cylindrical casing 21 having a smaller diameter is provided. A second heater 21a is provided on an inner surface of a lower portion of the casing 21. A pulling head 22 is provided on the upper end of the casing 21 so as to be pivotable in a horizontal state. It is drooped toward. Although not shown, the head 22 has a built-in second rotation motor for rotating the head 22 and a pull-up motor for winding or feeding out the wire cable 23. At the lower end of the wire cable 23, a seed crystal 24 for dipping in the silicon melt 12 to pull up the silicon single crystal 25 is provided in the holder 2.
Attached via 3a.

【0012】チャンバ11にはこのチャンバ11の上部
からArガスのような不活性ガス及びシラン系ガスを供
給しかつ上記不活性ガス及びシラン系ガスをチャンバ1
1の下部から排出するガス給排手段28が接続される。
ガス給排手段28は一端が第2ヒータ21aより上側の
ケーシング21の周壁に接続され、他端が図示しない不
活性ガスのタンク及びシラン系ガスのタンクに接続され
た供給パイプ29と、一端がチャンバ11の下壁に接続
され、他端が真空ポンプ(図示せず)に接続された排出
パイプ30とを有する。供給パイプ29及び排出パイプ
30にはこれらのパイプ29,30を流れる不活性ガス
及びシラン系ガスの流量を調整する第1及び第2流量調
整弁31,32がそれぞれ設けられる。
An inert gas such as an Ar gas and a silane-based gas are supplied to the chamber 11 from the upper portion of the chamber 11, and the inert gas and the silane-based gas are supplied to the chamber 1.
A gas supply / discharge means 28 for discharging the gas from the lower portion 1 is connected.
One end of the gas supply / discharge means 28 is connected to the peripheral wall of the casing 21 above the second heater 21a, and the other end is connected to a supply pipe 29 connected to an inert gas tank and a silane-based gas tank (not shown). It has a discharge pipe 30 connected to the lower wall of the chamber 11 and the other end connected to a vacuum pump (not shown). The supply pipe 29 and the discharge pipe 30 are provided with first and second flow control valves 31 and 32 for controlling the flow rates of the inert gas and the silane-based gas flowing through these pipes 29 and 30, respectively.

【0013】このように構成された装置によるシリコン
単結晶の育成方法を説明する。先ず、第1ヒータ18の
加熱によりるつぼ13に多結晶を融解して作ったシリコ
ン融液12を貯留し、そのシリコン融液面の直上に種結
晶24をホルダ23aを介してワイヤケーブル23に吊
り下げる。次に、第1及び第2流量調整弁31,32を
開くことにより供給パイプ29から不活性ガスをケーシ
ング21内に供給してシリコン融液12の表面から蒸発
したSiOガスをこの不活性ガスとともに排出パイプ3
0から排出させる。この状態で、引上げヘッド22の図
示しない引上げ用モータによりワイヤ19を繰出して種
結晶24を降下させ、種結晶24の先端部をシリコン融
液23に接触させる。種結晶24の先端部をシリコン融
液12に接触させると、熱応力によりこの先端部にスリ
ップ転位が導入されるため、その後種結晶24を徐々に
引上げて直径が約3mmの種絞り部25aを形成する。
種絞り部25aを形成することにより、種結晶24に導
入された転位は消滅し、その後、更に種結晶24を引上
げることにより種絞り部25aの下部に無転位のシリコ
ン単結晶25を育成させる。
A method for growing a silicon single crystal using the apparatus configured as described above will be described. First, a silicon melt 12 formed by melting a polycrystal in a crucible 13 by heating of a first heater 18 is stored, and a seed crystal 24 is hung above a surface of the silicon melt from a wire cable 23 via a holder 23a. Lower. Next, by opening the first and second flow control valves 31 and 32, an inert gas is supplied from the supply pipe 29 into the casing 21 and the SiO gas evaporated from the surface of the silicon melt 12 is removed together with the inert gas. Discharge pipe 3
Drain from 0. In this state, the wire 19 is drawn out by a pulling motor (not shown) of the pulling head 22 to lower the seed crystal 24, and the tip of the seed crystal 24 is brought into contact with the silicon melt 23. When the tip of the seed crystal 24 is brought into contact with the silicon melt 12, slip dislocations are introduced into the tip by thermal stress. Thereafter, the seed crystal 24 is gradually pulled up to form a seed drawing portion 25a having a diameter of about 3 mm. Form.
By forming the seed constricted portion 25a, the dislocations introduced into the seed crystal 24 disappear, and then the seed crystal 24 is further pulled to grow a dislocation-free silicon single crystal 25 below the seed constricted portion 25a. .

【0014】種結晶24を更に引上げて無転位のシリコ
ン単結晶25の育成を続行すると種絞り部25aが支持
するシリコン単結晶25の重量が増加するとともに、や
がて種結晶24はチャンバ11内部からケーシング21
の下部に達する。図2に示すように、種結晶がケーシン
グ21の下部に達したならば、第2ヒータ21aをオン
して引上げ中の種結晶の種絞り部の表面を500〜14
00℃に加熱する。また、第2ヒータ21aをオンする
とともに、第1流量調整弁31を調整して供給パイプ2
9から今まで流れていた不活性ガスとともにシラン系ガ
スをケーシング21内に供給して、図の実線矢印で示す
ように種絞り部の周囲に流す。なお、シラン系ガスとし
てはSiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2又はSiH
4等が好ましい。
If the seed crystal 24 is further pulled up and the growth of the dislocation-free silicon single crystal 25 is continued, the weight of the silicon single crystal 25 supported by the seed constricted portion 25a increases, and the seed crystal 24 is eventually removed from the inside of the chamber 11 by the casing. 21
Reach the bottom of As shown in FIG. 2, when the seed crystal reaches the lower part of the casing 21, the second heater 21 a is turned on to raise the surface of the seed drawing part of the seed crystal being pulled up to 500 to 14.
Heat to 00 ° C. In addition, the second heater 21a is turned on, and the first flow control valve 31 is adjusted so that the supply pipe 2
The silane-based gas is supplied into the casing 21 together with the inert gas that has been flowing from 9 to heretofore, and flows around the seed narrowing portion as shown by the solid line arrow in the figure. The silane-based gas may be SiCl 4 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 or SiH
4 and the like are preferred.

【0015】このように引上げ途中の種絞り部25aの
表面を加熱するとともに、種絞り部25aの周囲にシラ
ン系ガスを流すことにより、図1に示すように、種絞り
部25aの表面には単結晶シリコン層25bがエピタキ
シャル成長する。このように引上げ途中の種絞り部25
aの表面に単結晶シリコン層25bを50〜5000μ
mの厚さでエピタキシャル成長させることにより、種絞
り部25aの直径は拡大し、シリコン単結晶25の重量
を支持する種絞り部25aの単位面積当りの支持重量が
低下して、シリコン単結晶25を確実に支持することが
できる。
As described above, by heating the surface of the seed narrowing section 25a in the middle of pulling up and flowing a silane-based gas around the seed narrowing section 25a, as shown in FIG. The single crystal silicon layer 25b is epitaxially grown. In this way, the seed narrowing section 25 being pulled up is
a to form a single-crystal silicon layer 25b on the surface of
By epitaxial growth with a thickness of m, the diameter of the seed constricted portion 25a is enlarged, the weight supported per unit area of the seed constricted portion 25a supporting the weight of the silicon single crystal 25 is reduced, and the silicon single crystal 25 is It can be reliably supported.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、引
上げ途中の種絞り部の表面に単結晶シリコン層を50〜
5000μmの厚さでエピタキシャル成長させることに
より、種絞り部の直径が拡大し、種絞り部の単位面積当
りのシリコン単結晶を支持する支持重量が低下する。こ
の結果、大直径で大重量のシリコン単結晶であっても種
絞り部が破損することは無く、大直径で大重量のシリコ
ン単結晶を確実に得ることができる。
As described above, according to the present invention, a single-crystal silicon layer is formed on the surface of a seed drawing part during pulling up by 50 to 50%.
Epitaxial growth with a thickness of 5000 μm increases the diameter of the seed narrowed portion and reduces the weight of the seed narrowed portion that supports the silicon single crystal per unit area. As a result, even if the silicon single crystal has a large diameter and a large weight, the seed drawing portion does not break, and a silicon single crystal having a large diameter and a large weight can be reliably obtained.

【0017】また、種絞り部の表面を500〜1400
℃の温度に加熱すれば、種絞り部の表面に単結晶シリコ
ン層を有効にエピタキシャル成長させることができ、エ
ピタキシャル成長速度を0.05〜100μm/分で行
えば、種絞り部の表面に単結晶シリコン層を50〜50
00μmの厚さにエピタキシャル成長させることができ
る。更に、シラン系ガスにSiCl4、SiHCl3、S
iH2Cl2又はSiH4を使用することにより、種絞り
部の表面に純粋な単結晶シリコン層を有効にエピタキシ
ャル成長させることができる。
Further, the surface of the seed drawing part is set to 500 to 1400
C., a single-crystal silicon layer can be effectively grown epitaxially on the surface of the seed drawing part. If the epitaxial growth rate is 0.05 to 100 μm / min, the surface of the single-crystal silicon can be grown on the seed drawing part. 50-50 layers
It can be epitaxially grown to a thickness of 00 μm. Furthermore, SiCl 4 , SiHCl 3 , S
By using iH 2 Cl 2 or SiH 4 , a pure single crystal silicon layer can be effectively epitaxially grown on the surface of the seed aperture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の育成方法におけるシリコン単結晶層が
成長した状態を示す図3のA部拡大図。
FIG. 1 is an enlarged view of a portion A in FIG. 3 showing a state in which a silicon single crystal layer is grown in a growth method of the present invention.

【図2】そのシリコン単結晶層が成長する前の状態を示
す図1に対応する拡大図。
FIG. 2 is an enlarged view corresponding to FIG. 1, showing a state before the silicon single crystal layer is grown.

【図3】本発明の方法に使用する装置の断面構成図。FIG. 3 is a sectional configuration view of an apparatus used in the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 チャンバ 12 シリコン融液 13 石英るつぼ 24 種結晶 25 シリコン単結晶 25a 種絞り部 25b 単結晶シリコン層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Chamber 12 Silicon melt 13 Quartz crucible 24 Seed crystal 25 Silicon single crystal 25a Seed constriction part 25b Single crystal silicon layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/208 H01L 21/208 P (72)発明者 安部 啓成 東京都千代田区大手町1丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 寺嶋 一高 神奈川県海老名市中野206番地の3 (72)発明者 前田 進 神奈川県平塚市四之宮2612番地 コマツ電 子金属株式会社内 (72)発明者 中西 秀夫 東京都新宿区西新宿1丁目26番2号 東芝 セラミックス株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 21/208 H01L 21/208 P (72) Inventor Keisei Abe 1-5-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Material Silicon (72) Inventor Kazutaka Terashima 206-3 Nakano, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Susumu Maeda 2612 Shinomiya, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. (72) Hideo Nakanishi Tokyo Metropolitan Government 1-26-1 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku Toshiba Ceramics Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チャンバ(11)内のるつぼ(13)に貯留され
たシリコン融液(12)に下端を接触させた種結晶(24)を引
上げて前記シリコン融液(12)から種絞り部(25a)を作製
し、前記種結晶(24)を更に引上げて前記種絞り部(25a)
の下部に単結晶(25)を育成する方法において、 引上げ中の前記種結晶(24)の前記種絞り部(25a)の表面
を加熱しかつ前記種絞り部(25a)の周囲にシラン系ガス
を流して前記種絞り部(25a)の表面に単結晶シリコン層
(25b)を50〜5000μmの厚さにエピタキシャル成
長させることを特徴とするシリコン単結晶の育成方法。
1. A seed crystal (24) having its lower end in contact with a silicon melt (12) stored in a crucible (13) in a chamber (11) is pulled up, and a seed narrowing section is drawn from the silicon melt (12). (25a), the seed crystal (24) is further pulled up, and the seed drawing part (25a)
A method of growing a single crystal (25) below the seed crystal, heating the surface of the seed drawing part (25a) of the seed crystal (24) being pulled and silane-based gas around the seed drawing part (25a). A single crystal silicon layer on the surface of the seed drawing portion (25a).
A method for growing a silicon single crystal, comprising epitaxially growing (25b) to a thickness of 50 to 5000 μm.
【請求項2】 シラン系ガスを流すときに種絞り部(25
a)の表面を500〜1400℃の温度に加熱する請求項
1記載のシリコン単結晶の育成方法。
2. When a silane-based gas is passed, a seed narrowing section (25
The method for growing a silicon single crystal according to claim 1, wherein the surface of a) is heated to a temperature of 500 to 1400C.
【請求項3】 単結晶シリコン層(25b)のエピタキシャ
ル成長速度が0.05〜100μm/分である請求項1
又は2記載のシリコン単結晶の育成方法。
3. The single crystal silicon layer (25b) has an epitaxial growth rate of 0.05 to 100 μm / min.
Or the method for growing a silicon single crystal according to 2.
【請求項4】 シラン系ガスがSiCl4、SiHC
3、SiH2Cl2又はSiH4である請求項1ないし3
いずれか記載のシリコン単結晶の育成方法。
4. The silane-based gas is SiCl 4 , SiHC
4. The method according to claim 1, wherein said compound is l 3 , SiH 2 Cl 2 or SiH 4.
The method for growing a silicon single crystal according to any one of the above.
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