[go: up one dir, main page]

JPH1095697A - 単結晶保持方法および単結晶成長方法 - Google Patents

単結晶保持方法および単結晶成長方法

Info

Publication number
JPH1095697A
JPH1095697A JP8267807A JP26780796A JPH1095697A JP H1095697 A JPH1095697 A JP H1095697A JP 8267807 A JP8267807 A JP 8267807A JP 26780796 A JP26780796 A JP 26780796A JP H1095697 A JPH1095697 A JP H1095697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
grown
seed
single crystal
holding
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.)
Granted
Application number
JP8267807A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3718921B2 (ja
Inventor
Eiichi Iino
栄一 飯野
Makoto Iida
誠 飯田
Masaki Kimura
雅規 木村
Shozo Muraoka
正三 村岡
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.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai 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 Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP26780796A priority Critical patent/JP3718921B2/ja
Priority to US08/923,963 priority patent/US5911821A/en
Priority to TW086112960A priority patent/TW422896B/zh
Priority to EP97306982A priority patent/EP0831158B1/en
Priority to DE69712428T priority patent/DE69712428T2/de
Publication of JPH1095697A publication Critical patent/JPH1095697A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3718921B2 publication Critical patent/JP3718921B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/32Seed holders, e.g. chucks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S117/00Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10S117/911Seed or rod holders
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T117/00Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10Apparatus
    • Y10T117/1024Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
    • Y10T117/1032Seed pulling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T117/00Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10Apparatus
    • Y10T117/1024Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
    • Y10T117/1032Seed pulling
    • Y10T117/1072Seed pulling including details of means providing product movement [e.g., shaft guides, servo means]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 チョクラルスキー法において、成長結晶の一
部を機械的に保持する場合において、いつ成長結晶を実
際に機械的に保持すれば良いか、その条件を見いだし、
成長結晶を安全かつ確実に引き上げる。 【解決手段】 原料融液に接触せしめた種結晶を回転さ
せつつ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
であって、結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持
し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重量の
単結晶の引き上げを可能とする場合において、前記成長
結晶の機械的保持は、成長結晶の重量(Wkg)が、下記
の(1)式を満足しおよび/または成長結晶の保持する
部分の温度を550℃以下とすることを特徴とする単結
晶保持方法。 W < 12.5×πD2 /4 ・・・・(1) (ここで、Dは種絞りの最小径(mm)である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるチョクラ
ルスキー法(CZ法)によって単結晶を引上げる場合に
おいて、高重量の単結晶の引き上げのため結晶成長中に
成長結晶の一部を機械的に保持し、種結晶および種絞り
の強度にかかわらず、高重量の単結晶の引き上げを可能
とする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコン等の半導体材料を製造す
る方法として、例えば図3(A)に示すように、シード
ホルダ51が保持する種結晶52をルツボ53内の原料
融液54の表面に接触させ、種結晶52をその回転軸回
りに回転させつつ引上げるとともに引上速度を調整し
て、種結晶52の下方に種絞り55を形成し、引続いて
径の大きい単結晶の直胴部56を形成するようなチョク
ラルスキー法が知られている。
【0003】この場合、種絞り55を形成することで、
その下方の結晶の直胴部56を無転位化することが出来
るが、近年では単結晶の大径化又は生産効率向上等のた
め、結晶重量が高重量化し、種結晶52および種絞り5
5の強度が不足しがちとなってきた。そして、結晶の引
上げ中に万が一種絞りが破断して結晶が落下するような
ことがあると、重大事故につながる恐れがある。そこで
最近、例えば図3(B)に示すような結晶成長中に成長
結晶の一部を機械的に保持する方法及び装置が採用され
るようになってきている。
【0004】この装置では、種絞り55と直胴部56と
の間に、拡径部と縮径部からなる係合段部57を形成
し、この係合段部57を吊り治具58、58で挟持して
引上げるようにしている。そしてこのような技術とし
て、例えば特開昭62−288191号とか、特開昭6
3−252991号とか、特開平3−285893号と
か、特開平3−295893号等の技術が知られている
が、例えば特開平3−285893号の場合は、係合段
部を成形しながら種結晶を引上げる際、係合段部が所定
位置に配置される把持レバーの位置まで来ると、把持レ
バーが係合段部を把持して引上げるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この成長結
晶の一部を実際に機械的に保持しようとした場合、いっ
たいどのようなタイミングで保持するかは、後述するよ
うな種々の点から簡単には決定できず大きな問題となっ
ていた。
【0006】すなわち、成長結晶の一部を機械的に保持
するためには、当然結晶がある程度成長してからでない
と保持できないが、種絞り部の破断による結晶の落下を
防止するためには、結晶が高重量にまで成長する前ので
きるだけ早くに結晶を保持するのが望ましい。
【0007】それでは、結晶成長開始後、成長結晶の保
持対象となる保持する部分を形成後ただちに保持すれば
良いかというと、このように原料融液直上で成長結晶を
保持すると、保持装置が高温の原料融液(シリコンでは
1400℃以上)に直接曝され、部材の変質、作動不良
を起こしてしまうほか、原料融液の不純物汚染の原因に
もなってしまう。
【0008】また、このように成長結晶が高温のうちに
機械的に保持しストレスをかけると、結晶に塑性変形が
生じ、成長結晶中にスリップ転位が発生することがあ
る。そして、このように成長結晶中にスリップ転位等が
生じると、結晶のその部分は機械的強度が低下し、その
後成長結晶が高重量化した場合に、破断の危険性があ
る。
【0009】一方、ある重量以上の結晶成長を行ってし
まうと、結晶重量に耐えきれずに、種結晶または種絞り
部の破断が起きる可能性があり、このような破断が生じ
る臨界の成長結晶重量より少ない重量で結晶を成長する
か、臨界成長結晶重量に達する前に結晶を機械的に保持
する必要がある。
【0010】特に、近年のデバイスの高集積化にともな
い、チョクラルスキー法で育成される単結晶は、ますま
す大直径化しており、例えばシリコンでは8インチ以
上、特には12インチ以上の単結晶が求められている。
【0011】そして、このような大直径の結晶の育成に
おいては、わずかな長さの結晶を成長しただけで、結晶
の重量は高重量化してしまい、できるだけ早く成長結晶
を機械的に保持することが要請される反面、大直径結晶
の育成では必然的に高温部領域が広がっており、結晶を
かなり成長させてからでないと、成長結晶の保持する部
分の温度が塑性変形を起こさないような温度まで下がら
ない。またさらには、そもそも前記臨界の成長結晶重量
は、種結晶または種絞り部の形状、特に直径、結晶質、
温度、かかった応力種(引っ張り応力、ねじれ応力、曲
げ応力)等の種々のファクターに影響される複雑なもの
で、計算等によって正確に決定することは困難である。
【0012】したがって、本発明はチョクラルスキー法
において、成長結晶の一部を機械的に保持する場合にお
いて、いつ成長結晶を実際に機械的に保持すれば良い
か、その条件を見いだし、成長結晶を安全かつ確実に引
き上げることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の請求項1に記載した発明は、原料融液に接触せ
しめた種結晶を回転させつつ引上げて単結晶を成長させ
るチョクラルスキー法であって、結晶成長中に成長結晶
の一部を機械的に保持し、種結晶および種絞りの強度に
かかわらず、高重量の単結晶の引き上げを可能とする場
合において、前記成長結晶の機械的保持は、成長結晶の
重量(Wkg)が、下記の(1)式を満足するように行う
ことを特徴とする単結晶保持方法である。 W < 12.5×πD2 /4 ・・・・(1) (ここで、Dは種絞りの最小径(mm)である。)
【0014】このように、成長結晶の一部を機械的に保
持する際に、成長結晶の重量(Wkg)が、(1)式を満
足するように行えば、種絞り部が破断して成長結晶が落
下するといった危険性をきわめて低くすることができ
る。
【0015】そして、本発明の請求項2に記載した発明
は、原料融液に接触せしめた種結晶を回転させつつ引上
げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法であって、
結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持し、種結晶
および種絞りの強度にかかわらず、高重量の単結晶の引
き上げを可能とする場合において、前記成長結晶の機械
的保持は、成長結晶の保持する部分の温度を550℃以
下として行うことを特徴とする単結晶保持方法である。
【0016】このように、成長結晶の機械的保持は、成
長結晶の保持する部分の温度を550℃以下として行え
ば、成長結晶が十分に冷却されているために、ストレス
による結晶の塑性変形が生じず、成長結晶中にスリップ
転位が発生することもない。したがって、結晶の保持す
る部分の機械的強度が低下し、その後成長結晶が高重量
化した場合に、この部分が破断するといった危険もな
い。
【0017】この場合、成長結晶の機械的保持を、成長
結晶の重量は(1)式を満足し、成長結晶の保持する部
分の温度を550℃以下として行えば、成長結晶の重量
により種絞り部が破断する危険性が少ないとともに、成
長結晶の保持する部分に塑性変形が生じることもない
(請求項3)。
【0018】そして、上記請求項1ないし請求項3のよ
うに、前記(1)式を満足しおよび/または成長結晶の
保持する部分の温度を550℃以下とするためには、成
長結晶の保持する部分の下から、直胴部を形成する部分
までの長さを調整するようにすればよい(請求項4)。
【0019】そして、本発明の請求項5に記載した発明
は、原料融液に接触せしめた種結晶を回転させつつ引上
げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法であって、
結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持し、種結晶
および種絞りの強度にかかわらず、高重量の単結晶を成
長させる方法において、成長結晶を機械的に保持する方
法は、前記請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記
載の単結晶保持方法を用いることを特徴とする単結晶成
長方法である。
【0020】このように、請求項1ないし請求項4の方
法によれば、種絞り部の破断、結晶保持する部分の塑性
変形のない成長結晶の保持ができるので、高重量の単結
晶を安全かつ確実に引き上げることができる。
【0021】そして、本法は近年ますます大直径化し、
結晶重量が高重量化しているシリコン単結晶の引き上げ
において、特に有用である(請求項6)。
【0022】以下、本発明につき成長させる結晶をシリ
コン単結晶をして、更に詳細に説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。本発明者らは、成長結
晶を機械的に保持するタイミングをどのような条件で行
い、成長結晶を安全かつ確実に引き上げることができる
かを検討したところ、これには種絞りの耐荷重性(臨界
の成長結晶重量)とストレスにより成長結晶に塑性変形
が起こる温度をどうしても知る必要があることがわかっ
た。
【0023】しかし、前述のように耐荷重性や塑性変形
温度は、種々のファクターによって影響され、計算等に
より正確にこれを求めるのは困難である。そこで、種絞
り部の耐荷重性および塑性変形温度を実際に測定し、安
全率、実験のばらつきを考慮してこれらの条件を決定す
ることに成功したものである。
【0024】すなわち、実際にチョクラルスキー法で作
製された種絞り部を、引っ張り試験機により引っ張り試
験を行い、種絞りの引っ張り強度として、平均値で1
6.2kgf/mm2 、n=125、標準偏差(σ)=
3.7kgf/mm2 の結果が得られた。そして、これ
らのデータは、全て(平均値±1σ)の範囲内であっ
た。そこで、種絞りの強度としては、平均値−標準偏差
の(16.2−3.7=12.5)という値を考えれば
良いことがわかった。この12.5kgf/mm2は、
単位面積あたりの強度なので、これを種絞り(直径:
D)あたりの強度に換算すると(12.5×πD2
4)となる。そして、この場合Dは、破断の危険の一番
大きい種絞りの最小径とすれば、その種絞りの耐荷重が
算出できる。したがって、成長結晶の重量(Wkg)
が、下記の(1)式を満足すれば、種絞り部の破断によ
る成長結晶の落下の危険は、非常に少ないものとなる。 W < 12.5×πD2 /4 ・・・・(1)
【0025】一方、塑性変形の温度についても、実際に
チョクラルスキー法で作製された種絞り部を、引っ張り
試験機により荷重20kgで引っ張りつつ、種絞り部を
加熱し、種絞り部の温度を400℃〜800℃の範囲で
変えて、どの温度でスリップ転位が入るかを見た。その
結果、600℃以上の温度でスリップ転位が発生し、5
50℃以下では塑性変形は見られなかった。したがっ
て、成長結晶を機械的に保持する場合には、結晶の保持
する部分の温度を550℃以下として行えば、保持する
部分の結晶に塑性変形は起こらず、強度低下による破断
の危険もなくなる。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、成
長させる結晶をシリコン単結晶とした場合につき、添付
した図面に基づき説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。ここで、図1は本発明の方法を実施
して結晶の引き上げを行う場合の一例を示した説明図で
ある。また、図2は本発明において行った種絞り部の引
っ張り試験の概略説明図である。
【0027】まず、本発明で行った引っ張り試験につい
て、図2を用いて説明する。引っ張り試験機としては、
通常の金属等の引っ張り試験に用いられる不図示の万能
試験機を用い、これに試験体15の周囲を抵抗加熱ヒー
タ16により加熱できるようにしたものとした。加熱雰
囲気は常圧の空気とした。
【0028】試験体は、実際にチョクラルスキー法によ
って結晶を作製したもので、通常の結晶の引き上げに用
いられる種結晶8から種絞り9を行い、その後直径を拡
大して図2のような形状の試験体15を作製した。した
がって、種絞り9の途中から、直径を拡大し、尾部まで
の部分は無転位の単結晶である。種結晶8は、10mm
角、拡大した部分の最大直径は約50mmである。
【0029】このような試験体15の種結晶8側は、通
常の結晶成長に使用するのと同じシードホルダ13で保
持し、拡径部側も通常成長結晶を機械的に保持するのと
同様な保持装置11で保持した。そして、これを前記の
加熱機構付き万能試験機にセットして、引っ張り試験を
行った。
【0030】ここで、上記のような装置・構成で実際に
引っ張り試験を行った試験結果の一例を示す。測定条件
としては、温度は各設定温度で固定し、結晶成長時の速
度とほぼ同様な1mm/minの速度で引っ張り、荷重
が150kgfに達した時点で引っ張りを中止し、その
まま10分間保持した後、試験体を取り出した。こうし
て、引っ張り中に種絞りの破断が生じるか否か、あるい
は引っ張り試験後の試験体をエッチングして、スリップ
転位の発生が有るか否かを調べた。
【0031】結果を表1に示す。
【表1】
【0032】表1の結果を見ると、前記(1)式を満足
しない、種絞りの最小径Dが3mmの場合は、種絞りの
破断が起こっているが、(1)式を満足する最小径Dが
4mm以上の場合は、破断は生じていないことがわか
る。また、結晶の保持する部分の温度が600℃以上で
は、結晶が塑性変形してスリップ転位が発生している
が、550℃以下ではスリップ転位が生じていないこと
がわかる。
【0033】次に、図1を用いて、本発明の方法によっ
て成長結晶の一部を機械的に保持して引き上げを行う場
合の一例を説明する。図1において1はシリコン融液2
を収容する石英ルツボで、このルツボはその回転軸3に
したがって回転することができる。ルツボ1の外周には
例えばグラファイトからなる円筒状のヒーター5が配置
されている。このヒーター5の外側には必要に応じ円筒
状の断熱筒4が配設される。そして、チャンバー6の外
側には、必要に応じ永久磁石、あるいは電磁石からなる
不図示の磁場発生装置が配置される場合もある。
【0034】8は単結晶シリコンからなる種結晶で、引
上げ駆動機構(図示せず)によって単結晶はその中心軸
にそって、回転しながら引き上げられるようになってい
る。そして、11は結晶保持装置で、成長結晶が一定の
長さになったらこれを機械的に保持できるようになって
いる。
【0035】このような装置において、本発明は以下の
ように実施される。ワイヤ12先端のシードホルダ13
に取りつけられた種結晶8をルツボの原料融液2の表面
に接触させ、不図示の引上げ機構によりしずかに回転さ
せつつワイヤを所定速度で引上げると、種結晶8の下方
に単結晶が成長するが、この際結晶を単結晶化するため
の種絞り9を成形した後、結晶を機械的に保持するため
の凸部14を形成した後、直胴部10を成形する。この
際、結晶保持装置11の左右の挟持部11a,11aは
開いており、結晶がワイヤ12によって引上げられる途
中で、種絞り9と直胴部10の間に存在する凸部14が
一定の高さに達し、挟持部11a,11aの前方附近に
達すると不図示のセンサで検知し、結晶保持装置が作動
し、凸部14を挟持部11a,11aで挟み込むように
して、機械的に保持する。
【0036】この際、既に成長した結晶の重量(Wk
g)が、前記(1)式を満足するように行う。すなわ
ち、(1)式を満足しなくなるような高重量にまで、結
晶が成長する前に、結晶を機械的に保持するようにす
る。またこの場合、成長結晶の保持する部分である凸部
14の温度が550℃以下にまで冷却されてから結晶を
機械的に保持するようにする。
【0037】ここで、成長する単結晶の具体的な結晶重
量について説明すれば、種絞りの最小径が3mmの場合
において(1)式を満足する臨界の結晶重量は約88K
gであり、直径が12インチ(直径305mm)の結晶
を成長させる場合、コーン部の重量を5Kgとすると、
直胴部分の長さが約48cmで88Kgを越えることに
なる。
【0038】こうして、チョクラルスキー法によって高
重量の結晶を引き上げる場合において、種絞り部の破
断、保持する部分の塑性変形等の問題を生じることな
く、確実に成長結晶を保持して引き上げることが可能と
なる。
【0039】この場合において、成長結晶がさらに大直
径化すると、わずかな長さの結晶を成長しただけで、結
晶の重量は高重量化してしまい、凸部14が所定高さま
で到達する前に、(1)式の重量を越えてしまう危険が
有る。一方、大直径結晶の育成では必然的に高温部領域
が広がっており、凸部14の温度も高温化しており、成
長結晶を機械的に保持する位置を上昇させなければ、凸
部が550℃以下とはならない。
【0040】このような場合、本発明は実際には実施で
きないのではないかとの疑いも生じ得るが、以下のよう
に結晶を保持する部分の下から、直胴部を形成する部分
までの長さを調整することによって、簡単に実施するこ
とができる。
【0041】すなわち、種絞り9により結晶を単結晶化
し、続いて凸部14を形成し、その後すぐに直胴部10
を形成すると、本発明の条件を満足することができない
可能性が有るが、凸部14形成後、直胴部10を形成す
るまで、より正確に言うならば、結晶を保持する部分の
下から、直胴部を形成する部分までの7の部分の長さを
長くすれば、(1)式を満足するとともに、凸部14の
温度を550℃以下とすることができる。
【0042】この場合、7の部分を必要以上に長く、あ
るいは太くすると、結晶の歩留、生産性を悪化させてし
まうので、長さは凸部14の温度が550℃以下とな
り、太さは種絞り部の最小径Dが前記(1)式を満足す
るような値以上となるようにすればよい。そして、この
ように凸部14が550℃以下となる位置は、成長結晶
の温度は、その雰囲気温度とほぼ一致するので、予め結
晶引き上げ装置内の炉内温度測定をしておくことで簡単
に知ることができる。
【0043】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明では、チョクラルス
キー法によって結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に
保持し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重
量の単結晶を成長させる方法において、種絞り部の破
断、あるいは成長結晶の保持する部分に塑性変形等を生
じることなく、安全かつ確実に高重量の単結晶を保持し
て成長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施して結晶の引き上げを行う
場合の一例を示した説明図である。
【図2】本発明において行った種絞り部の引っ張り試験
の概略説明図である。
【図3】従来の方法の説明図である。 (A)従来のチョクラルスキー法、(B)従来の結晶を
保持する方法。
【符号の説明】
1…ルツボ、 2…原料融液、3…
ルツボ回転軸、 4…断熱筒、5…ヒータ
ー、 6…チャンバー、8…種結晶、
9…種絞り、 10…直胴部、11…
結晶保持装置、11a…挟持部、 12
…ワイヤ、13…シードホルダ、 14…凸
部、15 試験体、 16 抵抗加熱
ヒータ、51…シードホルダ、52…種結晶、
53…ルツボ、54…原料融液、
55…種絞り、56…直胴部、
57…係合段部、58…吊り治具。
フロントページの続き (72)発明者 村岡 正三 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越半 導体株式会社半導体磯部研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料融液に接触せしめた種結晶を回転さ
    せつつ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
    であって、結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持
    し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重量の
    単結晶の引き上げを可能とする場合において、前記成長
    結晶の機械的保持は、成長結晶の重量(Wkg)が、下記
    の(1)式を満足するように行うことを特徴とする単結
    晶保持方法。 W < 12.5×πD2 /4 ・・・・(1) (ここで、Dは種絞りの最小径(mm)である。)
  2. 【請求項2】 原料融液に接触せしめた種結晶を回転さ
    せつつ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
    であって、結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持
    し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重量の
    単結晶の引き上げを可能とする場合において、前記成長
    結晶の機械的保持は、成長結晶の保持する部分の温度を
    550℃以下として行うことを特徴とする単結晶保持方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の単結晶保持方法におい
    て、前記成長結晶の機械的保持は、成長結晶の保持する
    部分の温度を550℃以下として行うことを特徴とする
    単結晶保持方法。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれか1項
    に記載の単結晶保持方法において、成長結晶の保持する
    部分の下から、直胴部を形成する部分までの長さを調整
    することによって、前記(1)式を満足しおよび/また
    は成長結晶の保持する部分の温度を550℃以下とする
    ことを特徴とする単結晶保持方法。
  5. 【請求項5】 原料融液に接触せしめた種結晶を回転さ
    せつつ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
    であって、結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持
    し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重量の
    単結晶を成長させる方法において、成長結晶を機械的に
    保持する方法は、前記請求項1ないし請求項4のいずれ
    か1項に記載の単結晶保持方法を用いることを特徴とす
    る単結晶成長方法。
  6. 【請求項6】 成長させる結晶をシリコン単結晶とする
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1
    項に記載の方法。
JP26780796A 1996-09-18 1996-09-18 単結晶保持方法および単結晶成長方法 Expired - Fee Related JP3718921B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26780796A JP3718921B2 (ja) 1996-09-18 1996-09-18 単結晶保持方法および単結晶成長方法
US08/923,963 US5911821A (en) 1996-09-18 1997-09-05 Method of holding a monocrystal, and method of growing the same
TW086112960A TW422896B (en) 1996-09-18 1997-09-08 Method of holding a monocrystal, and method of growing the same
EP97306982A EP0831158B1 (en) 1996-09-18 1997-09-09 Method of holding a monocrystal and method of growing the same
DE69712428T DE69712428T2 (de) 1996-09-18 1997-09-09 Verfahren zum Halten von Einkristallen und Verfahren zu deren Züchtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26780796A JP3718921B2 (ja) 1996-09-18 1996-09-18 単結晶保持方法および単結晶成長方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1095697A true JPH1095697A (ja) 1998-04-14
JP3718921B2 JP3718921B2 (ja) 2005-11-24

Family

ID=17449883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26780796A Expired - Fee Related JP3718921B2 (ja) 1996-09-18 1996-09-18 単結晶保持方法および単結晶成長方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5911821A (ja)
EP (1) EP0831158B1 (ja)
JP (1) JP3718921B2 (ja)
DE (1) DE69712428T2 (ja)
TW (1) TW422896B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000050672A1 (fr) * 1999-02-24 2000-08-31 Super Silicon Crystal Research Institute Corp. Appareil de croissance de monocristal et procede de croissance associe

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19781966T1 (de) * 1996-09-03 1999-07-15 Sumitomo Sitix Corp Vorrichtung zum Ziehen von Einkristallen
US6042644A (en) * 1997-07-25 2000-03-28 Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. Single crystal pulling method
JPH11199374A (ja) * 1998-01-07 1999-07-27 Komatsu Ltd 単結晶の引き上げ装置および落下防止装置
US6203614B1 (en) * 1999-05-28 2001-03-20 Memc Electronic Materials, Inc. Cable assembly for crystal puller
CN108866621A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 上海新昇半导体科技有限公司 一种硅单晶引晶结构及工艺

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4190630A (en) * 1978-01-03 1980-02-26 Vsesojuzny Nauchno-Isslekovatelsky Institut Monokristallov Stsintillyatsionnykh Materialov I Osobo Chistykh Khimicheskikh Veschestv Apparatus for pulling single crystals from melt
JPS62288191A (ja) * 1986-06-06 1987-12-15 Kyushu Denshi Kinzoku Kk 単結晶成長方法及びその装置
US5196086A (en) * 1987-04-09 1993-03-23 Mitsubishi Materials Corporation Monocrystal rod pulled from a melt
JPS63252991A (ja) * 1987-04-09 1988-10-20 Mitsubishi Metal Corp 落下防止保持部を有するcz単結晶
JPH07515B2 (ja) * 1990-04-11 1995-01-11 信越半導体株式会社 結晶引上装置
JPH07103000B2 (ja) * 1990-03-30 1995-11-08 信越半導体株式会社 結晶引上装置
DE69112463T2 (de) * 1990-03-30 1996-02-15 Shinetsu Handotai Kk Vorrichtung zur Herstellung von Monokristallen nach dem Czochralski-Verfahren.
US5501172A (en) * 1994-03-11 1996-03-26 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method of growing silicon single crystals
US5487355A (en) * 1995-03-03 1996-01-30 Motorola, Inc. Semiconductor crystal growth method
JP3402012B2 (ja) * 1995-04-21 2003-04-28 信越半導体株式会社 単結晶の成長方法及び装置
US5578284A (en) * 1995-06-07 1996-11-26 Memc Electronic Materials, Inc. Silicon single crystal having eliminated dislocation in its neck

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000050672A1 (fr) * 1999-02-24 2000-08-31 Super Silicon Crystal Research Institute Corp. Appareil de croissance de monocristal et procede de croissance associe

Also Published As

Publication number Publication date
EP0831158A2 (en) 1998-03-25
EP0831158B1 (en) 2002-05-08
DE69712428D1 (de) 2002-06-13
EP0831158A3 (en) 1998-07-22
DE69712428T2 (de) 2003-01-09
JP3718921B2 (ja) 2005-11-24
TW422896B (en) 2001-02-21
US5911821A (en) 1999-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10203898A (ja) シリコン単結晶の製造方法および種結晶
JP4165068B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
WO2003089697A1 (fr) Procede de production de silicium monocristallin, procede de production de tranches de silicium monocristallin, cristal germe destine a la production de silicium monocristallin, lingot de silicium monocristallin, et tranche de silicium monocristallin
JPH1095697A (ja) 単結晶保持方法および単結晶成長方法
JP2973917B2 (ja) 単結晶引き上げ方法
US6056818A (en) Method of manufacturing a silicon monocrystal, and method of holding the same
JP3016126B2 (ja) 単結晶の引き上げ方法
JP2822904B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
JPH04104988A (ja) 単結晶成長方法
US6159283A (en) Apparatus and method for measuring mechanical strength of neck portion of seed crystal and method for producing silicon single crystal
KR100497216B1 (ko) 단결정보지방법및단결정성장방법
JP3750525B2 (ja) 単結晶の製造方法および引上げ装置
JPH10120487A (ja) 単結晶引上装置および引上方法
JP3473477B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
KR100388884B1 (ko) 단결정 성장장치 및 단결정 성장방법
JPH07277874A (ja) シリコン単結晶の引上げ方法
JP4173216B2 (ja) 単結晶の製造方法
JP3534138B2 (ja) シリコン単結晶の育成方法
JP3454176B2 (ja) 種結晶の種絞り強度の測定装置およびその測定方法
JPH09235179A (ja) 単結晶引上げ装置
JP3559506B2 (ja) 単結晶成長装置及び単結晶成長方法
JP2000264772A (ja) 単結晶成長装置及び単結晶成長方法
JPS60186498A (ja) 半導体単結晶の製造方法
JP2001220284A (ja) 酸化物単結晶製造装置
JP2000044382A (ja) 単結晶製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050517

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050712

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20050719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050829

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120916

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130916

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees