JPS6379790A - 結晶引上げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、融液を収容したルツボから棒状の半導体単結
晶を成長させて引き上げる結晶引上げ装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、チョクラルスキー法（ｃＺ法）により、１つのル
ツボ内の融液から半導体単結晶を成長させた場合には、
よく知られているように、成長した単結晶の長さ方向に
おける不純物濃度分布ＣはＣ＝ｋＣ，（１−Ｇ）ｋ“１ （但し、ｋは偏析係数、Ｃ０は融液の初期の不純物濃度
、Ｇは固化率）で表される。　従って、成長した単結晶
の長さ方向における不純物濃度分布は、特に偏析係数ｋ
が小さい場合に大きく変化し、所定範囲の不純物濃度を
有する単結晶の収率を大幅に低下させてしまう。

従来、こうした問題点を解決するために、外側ルツボと
これに連通する内側ルツボの２つのルツボを用い、内側
ルツボ内の液面を一定にする二重ルツボ法という引上げ
方法が既に提案されており、ゲルマニウムやシリコンの
単結晶成長に応用されている。

この従来液面一定二重ルツボ法を第１３図を参照して説
明すると、底に貫通孔２ａを有する内側ルツボ２が、外
側ルツボ１内にそれとは分離されて配置されており、内
側ルツボの浮力と重力のつり合いを利用しなり（Ｊ、Ａ
ｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓｖｏｌ、９　ｎｏ、８
．　Ａｕｇ、　’　５ｇ）　、内側ルツボ固定支持棒に
よって内側ルツボ２を下降させたり、一定位置に固定し
た内側ルツボ２に対し外側ルツボ１を結晶引上げに伴っ
て上昇させたりして（特公昭６Ｏ−１８６３４）　、外
側ルツボ内融液５を貫通孔２ａがら供給しつつ内側ルツ
ボ内融液４の液面高さｈが引上げ中常に一定になるよう
にして内側ルツボ２から単結晶棒６を引き上げる。

この従来液面一定二重ルツボ法の場合、次のような欠点
があった。

（ａ　）　　内側ルツボ底壁に設けられた貫通孔２ａが
大きすぎる場合、対流・渦流などによる融液の交換が生
じて、それぞれ異なった値に保つべき内側ルツボ及び外
側ルツボ各融液中の不純物濃度が平均化してしまう、　
また、貫通孔２ａが小さく、上記のような融液交換がな
い場合でも、メルトに要する時間やネックダウン終了に
要する時間が比較的長いときは、貫通孔２ａを通した不
純物拡散が生じて内側ルツボ及び外側ルツボ各融液中の
不純物濃度をそれぞれ所定の一定値に保つことがむずか
しい、　この問題は特に近時の大口径結晶の引上げにお
いて著しい。

（ｂ　）　　この従来液面一定二垂ルツボ法の利点は、
外側ルツボ内融液５の不純物濃度をＣ０、内側ルツボ内
融液４の不純物濃度をｃｏ　／ｋ　（但しｋは不純物の
偏析係数）としておくと、引上げ結晶に取り込まれる不
純物濃度はＣ８となり、結晶育成に使われたのと等量で
等不純物濃度Ｃ０の融液が常に、外側ルツボ１から内側
ルツボ２に、貫通孔２ａを通して供給され、その結果、
内側ルツボ２内融液の不純物濃度は常に一定値Ｃ０／ｋ
に保たれ、それゆえ引上げ結晶中の不純物濃度も一定値
Ｃ０に保たれることにある。　従来液面一定二重ルツボ
法には以上の利点はあるけれども、固化が進み、内側ル
ツボ底部２ｂが外側ルツボ底部１ａに接してから後は、
このような関係は成り立たなくなり、その後は引き上げ
られる結晶中の不純物濃度も固化率とともに変化してし
まう。

すなわち、固化率Ｇが Ｏ≦Ｇ≦１−　（ｈ　／Ｈ） （但し、Ｈは外側ルツボ内融液の初期液面高さ、ｈは引
上げ中一定に保つ内側ルツボ内融液の液面高さである）
なる範囲でしか、不純物濃度一定の結晶を得ることがで
きないという問題がある。

また、特公昭６０−１８６３４の方法では、特に内側ル
ツボを支持し、その上昇を制御する装置が必要となるな
ど装置が複雑とならざるをえない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明装置の目的は、従来の液面一定二重ルツボ法にお
ける、内側ルツボと外側ルツボとの間の融液の交換及び
拡散不純物の伝播の問題を解決し、長さ方向にわたって
不純物濃度のほぼ均一な単結晶を得ることである。

本発明の別の目的は、従来のＣＺ法や従来の液面一定二
重ルツボ法におけるような、引上げ単結晶棒の長さ方向
における不純物濃度の変化を理論上無くし、長さ方向の
すべてにわたって実質上不純物濃度の一定な単結晶を得
る内外室一体型ルツボを具備した新規な結晶引上げ装置
を提供することである。　また本発明の別の目的は、通
常のＣＺ法ママシーンも適用できる内外室一体型ルツボ
を具備した新規な結晶引上げ装置を提供することである
。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 第一発明の結晶引上げ装置は、液面一定二重ルツボ法に
おける該融液の供給路として、前記内側ルツボ壁部に設
けられている貫通孔につらなって延在する、パイプ状通
路を付加したことを特徴とする。

第二発明の結晶引上げ装置は、ドープした融液を収容す
る内室と、アンドープ融液を収容する外室とが一体とな
っており、隔離壁部によって内室が外室と仕切られてい
るルツボを具備し、該ルツボの外室内の前記アンドープ
融液を内室内に供給する融液供給路が、前記隔離壁部に
設けられた貫通孔につらなって延在する、パイプ状通路
を具備していることを特徴とし、この一体型ルツボの前
記内室の径は前記外室の径に対しドーパント不純物の偏
析係数にかかる特定の関係において使用されることが好
ましく、特にドーパント不純物の偏析係数をｋとしたと
き、前記内室の径を前記外室の径のＪ玉−倍とした場合
に結晶の長さ方向不純物濃度が理論上一定となるもので
ある。

第三発明の結晶引上げ装置は、パイプ状通路を具備した
内外室一体型ルツボにおいて外室内にバラストピストン
を上下動させることを特徴とし、比抵抗一定の単結晶を
極めて歩留りよく製造することができるものである。　
なお、第三発明には、融液供給路として貫通孔を有する
がパイプ状通路は具備しない場合の構成も含まれている
。

（作用） 第一発明ないし第三発明共通の特徴であるところの、融
液供給路である貫通孔につらなったパイプ状通路は、特
にメルトやネックダウンのときのように、外室（若しく
は外側ルツボ）から内室（若しくは内側ルツボ）への融
液の移動かはとんどない場合においても、内室から外室
への不純物の流出入を防ぐための機構である。　融液移
動がほとんどない場合の不純物の流出は、主に拡散によ
る伝播とみられ、よく知られた公式 ０式％ から導びかれた時刻を経過後のおよその伝播距離は　（
’ｆ５”ＥＣ但しＤは融液中の不純物の拡散係数）とな
るので、例えば時間ｔを５時間（メルト後、ネックダウ
ン終了までに要する時間は長くて５時間である）　、Ｄ
　＝〜５　Ｘ　１０−’　ｃｎ２／ｓｅｃのリンを不純
物としたとき、伝播距離　ｙは４２１１１となる。　従
ってパイプ状通路の長さを４２１１以上に選べば、内室
から外室への不純物の流出を抑えられる。　いうまでも
なく対流・渦流などによる融液の交換はパイプ状通路が
４２１１１以上あれば無視できる。

第３図は、内側ルツボにリンドープ後静置して３時間経
過した後における、バイブ長さく横軸）に対する、［外
側ルツボのリン濃度／内側ルツボの９７１６度］の比（
縦軸）の関係を示す、　なお、外側ルツボは８インチφ
でシリコン３ｋｇチャージ、内側ルツボは５インチφで
その液面高さ２０ｕ、パイプの内径は６ｍｍ　、融液温
度は１４８０℃である。

第３図でわかるように、パイプ長さ１０１１１１では内
室の不純物は外室に流出してしまうが、３０１１１１程
度になると本発明の流出抑制効果がみられ、１００１１
程度になるとほぼ完全な抑制効果がある。　また、比抵
抗の均一化は実用上５０ＩＩ１１程度以上のパイプ長さ
によって充分であることも確認された。

また第二発明装置においては、従来液面一定二重ルツボ
法のように独立した２つのルツボを用いずに、外室と内
室とが一体となった１つのルツボが使用される。　そし
て、本発明装置のルツボは、ルツボ横断面が同心円状で
あるとき、外室の半径をＲ１内室の半径をｒ、不純物の
偏析係数をｋとすると、引き上げられる融液の液面高さ
においては ｒ＝ｉＲ の関係を満たしている。　そしてまた、外室内融液をア
ンドープとし、内室内融液を不純物濃度（ｃ・）でドー
プして、外室からアンドープ融液を供給しつつ内室から
不純物濃度（ｋＣ，）の結晶が引き上げられる。

従ってこの場合、引上げに伴って液面高さが微小量ΔＨ
減少したとき、この間に結晶に取り込まれた全不純物量
は πＲ’ΔＨＸｋＣ３ であり、またΔＨなる高さの内室融液中にもともと存在
していた不純物量は、前記ｒ　＝　椰Ｒの関係があるの
で、 π「２ΔＨＸＣ。

＝πＲ２ΔＨｘ　（ｒ　２／Ｒ２）Ｃ。

＝πＲ２ΔＨＸｋＣ。

で、結晶に取り込まれた全不純物量に一致する。

すなわち、Δになる高さの内室内融液中に存在していた
不純物はすべて育成される結晶中に取り込まれたことに
なって、内室内融液中の不純物濃度は常に一定値Ｃ１が
保持され、一方引き上げられる結晶中の不純物濃度は常
に一定値ｋＣ，となる。　そして、一体となったルツボ
では、融液供給路をルツボ底部に設けることができるの
で、最後まで引き上げた結晶の長さ方向のすべてにわた
って抵抗の一定な結晶が得られる。

ちなみに、リン（Ｐ）、ボロン〈Ｂ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）のｋはそれぞれ０．３５．０．８０．０．０２であ
り、Ｊはそれぞれ０．５９．０．８９．０１１４である
。

それらの数値から第二発明の適用はリンの場合にもっと
も有利かつ有効である。

第三発明におけるバラストピストンの作用は、結晶引上
げに応じて内室内融液の液面高さを一定にすることにあ
る。　そしてまた、内室内液面高さを一定にすることと
、結晶引上げに応じて自室内不純物濃度を一定にするこ
ととを組み合わせれば、より有効に単結晶特性を一定に
する。

（実施例） 実施例　１ まず、第一発明にかかる実施例１装置の構成を第１図及
び第２図により説明する。　第１図では図をＢ屯にする
ためにホットゾーンを収容する容器、保温筒、ヒーター
などを省いて説明する。

第１図において、グラファイトルツボｌｌａが上下動及
び回転可能なルツボ軸（図示せず）上に固定され、この
グラファイトルツボｌｌａの内面に石英製の外側ルツボ
１１が密接して配置されており、従って外側ルツボ１１
はグラファイトルツボ１１ａによって補強されている。

　外側ルツボ１１内には、側壁下部を貫通する小孔１２
ａとそれから内側につらなるパイプ状通路１２ｂを有す
る石英製の内側ルツボ１２が配置されている。

パイプ状通路１２ｂは石英製で内側ルツボ１２の側壁内
面に巻きつけて融着加工したが、その側壁外面に融着加
工してもよい、　また小孔１２ａは内側ルツボ底部１２
Ｃに設けてもよく、この場合にはパイプ状通路１２ｂは
内側ルツボ底部１２ｃ内面あるいは外面に這わせ融着加
工してもよい。

またパイプ状通路１２ｂの太さは少なくとも融液の供給
がスムースに行われる太さ６ｎｎに、またその長さは１
５０ｎ１１に選んだ、ｔ、た内側ルツボ１２は外部から
の支持ｍａｒ＜第１図では図示せず）によって支持され
ており、該支持機構と外側ルツボの上下動機能により内
側ルツボ１２内の融液４の液面高さくｈ）を一定に保つ
ことができる。　この内側ルツボの支持機構は上下動機
能を有するが、回転機能を有してもよい。

第２図は第１図の内側ルツボの液面を一定にする支持機
構の改良された一例を示す、　第２図において、内側ル
ツボ１２の外側壁には石英製浮力管のような浮力発生手
段１７が設けられ、一定の浮力を内側ルツボ１２に与え
て引上げ速度がどのように変化しても内側ルツボ内融液
深さを一定にする。　そして、外側ルツボ１１の上縁か
ら３本の石英製の摺動棒１８が立てられ、一方、内側ル
ツボ１２の上縁から３木の外側に折れた支持アーム１９
が立てられて、該支持アーム１９の先端は摺動棒１８に
沿って摺動するようになっていて、内側ルツボ１２は外
側ルツボ１１に対して所定の間隔を保つようになってい
る。　摺動部分は、融液液面から充分離して摺動部分の
融着をすることがないようにするとともに、摺動棒１８
及び支持アーム１９の支持機構は図示しない密閉容器内
に収容されていて密閉容器外へ熱損失のないようになっ
ている。　第２図の支持機構は、従来支持機構が固定支
持棒で密閉容器外から操作するために、熱損失が顕著で
引上げ速度の可変が困難であるという欠点を改良したも
のである。　なお、パイプ状通路１２ｂは内側ルツボ側
壁外側に設けている。

この実施例１装置により前記した従来液面一定二重ルツ
ボ法と同じ操作により単結晶６を引き上げたが、実施例
１装置によれば該従来法にみられた内外ルツボの融液４
，５相互の交換を防止できるとともに拡散不純物の伝播
を抑制することができる。　すなわち、シリコン投入量
を１０ｋｇとし、比抵抗範囲が１２〜７．５Ω・ＣＩ、
ヘッドの狙い目を１１．５Ω・ＣＩとして、リンをドー
プさせた３インチ径の単結晶を成長させ、従来液面一定
二重ルツボ法及び通常ＣＺ法の単結晶と比較した。　第
４図には得られた単結晶についてその固化率（横軸）に
対しての比抵抗（縦軸）を示した。　図中黒丸は実施例
１による比抵抗分布、白丸は通常のＣＺ法による比抵抗
分布（Ｆｌ！論値）、×印は従来液面一定二重ルツボ法
による比抵抗分布である。　第４図かられかるように、
Ｘ印の従来液面一定二重ルツボ法ではクラウンに入る前
に融液交換と不純物伝播によって内側ルツボ内融液と外
側ルツボ内融液との不純物濃度がほぼ同一になっている
。

これに対して、実施例１装置では不純物濃度一定の効果
がはっきりとわかる。　また従来Ｃ２法での比抵抗に関
する単結晶収率は５割に満たないのに対して実施例１で
はその歩留りは８割に達する。

第５図（ａ）、（ｂ）は実施例１の変型で、第５図（ａ
　）のように内側ルツボの貫通孔１２ａからバイブ１２
ｄが外側ルツボ側につらなり、クラウンやネックダウン
時に融液供給先端口１２ｅが融液表面５ａ上に突出して
いる。　この時のパイプ１２ｄの長さは内側ルツボ内の
融液の高さと同程度に設定されている。　ネックダウン
後は、第５図（ｂ　）のように該先端口１２ｅは融液表
面５ａ下に沈められて融液５の供給を始める。　第５図
（ａ）、（ｂ）の変型装置によれば、クラウンやネック
ダウン時に不純物伝播を完全に防止できるとともに、酸
素が揮散する外側ルツボ表面融液からの供給融液を内側
ルツボ１２内に導入することによって石英製ルツボに原
因する単結晶酸素濃度の減少を図ることができる。　ち
なみに、第１図装置では酸素濃度が１．４〜１．７　Ｘ
１０’″ａｔｏｎｓ／ＣＣであったのに対して、第５図
変型装置では１．０〜１．３　ｘ　１０”　ａｔｏｉｓ
　／ｃｃであった。

実施例　２ 次に第二発明をシリコン単結晶の成長に適用した実施例
２装置を、第６〜９図を参照して説明する。

まず、実施例２装置の構成を第６図につき説明する。　
図を簡単にするため、ホットゾーンを収容する容器、保
温筒、ヒーターなどは省いている。

第６図において、２１ａは上下動及び回転可能なルツボ
軸２１ｂ上に固定されたグラファイトルツボ、２１はグ
ラファイトルツボ２１ａの内面に密接して配置された石
英製円筒容器状の外側ルツボで、この外側ルツボ２１は
グラファイトルツボ２１ａによって補強（保持）されて
いる、　外側ルツボ２１内には、図示のごとく隔９！貫
通孔２３ａとそれにつらなる石英製パイプ状通路２３ｂ
を有する石英製円筒状の隔Ｍ壁部２３が配置されている
。　円筒状の隔Ｍ壁部２３は外側ルツボ２１の内底面に
融着加工されており、従って円筒状の隔離壁部２３の内
部はドープした融液２４を収容する内室を、また隔離壁
部２３と外側ルツボ２１の側壁との間はアンドープ融液
２５を収容する外室を福成している。　また、パイプ２
３ｂは、融液の供給が円滑に行われる太さ６ｎｌで、不
純物拡散が完全に抑制される長さ１５０ｎｉとし、円筒
状の壁部２３の外面に横に巻きつけて融着加工したが、
壁部２３の内面や外側ルツボ２１の底面に融着させても
よい。

また、外側ルツボ２１と内室（隔Ｍ壁部）２３の形状は
、第６図に図示した円筒容器状と円筒状壁部の組合わせ
に限らず、第７図に図示したように、２つのルツボを底
部において接合したものでもよい、　要するに、外室の
径と内室の径が、引上げに利用されない底部での触着部
分を除いて、一般にｒ＝Ｊ′Ｖ：Ｒなる関係式を満たす
形状のものであればよい、　ただしこの関係式は、隔離
壁部２３の壁の厚みΔ「を考慮したときは、次のく１）
式の関係にに置き換えなければならない。

ｒ２／１Ｒ２−（ｒ＋Δｒ）２＋ｒ’１＝ｋ但し、ここ
で Ｒ：液面高さＸにおける外側ルツボ２１の内径（半径） 「　　：液面高さＸにおける隔Ｍ壁部２３の内径（半径
） Δ「：液面高さＸにおける隔離壁部２３の壁厚みとした
く第７図参照）、　ちなみに、（１）式でΔｒを無視し
たものが「＝ηＲなる一般関係式外室に対する内室の形
状を一般関係式を満たすように選ぶとき、前述した作用
により、内室内より引き上げられる単結晶２６内の不純
物濃度は一定値になるのである。

また、隔離壁部２３を外側ルツボ２１に対して一体に固
定したことにより、結晶育成中外室の回転に同期して内
室を回転することができるので、内室内融液中において
動径方向の温度分布が中心に向かって低くなる（液面一
定二重ルツボ法では該内室に相当する内側ルツボに回転
機能を持たせることが難しい）など、通常のＣＺ法と同
様に単結晶の育成に適した条件を作り出すことができる
。

次に、第６図装置により育成された結晶中の不純物濃度
が一定になることを、第８図及び第９図のグラフ（横軸
は固化率、縦軸は比抵抗）を参照して説明する。　試料
の製造条件は、シリコン投入量を１０ｋｑとし、不純物
としてリンをシードの先端に設けた小穴に仕込み、メル
ト後すなわち内室と外室における液面高さが同一となり
安定してから、シード先端を液中に漬は溶かした後、ド
ープした３ｉｎφシリコン単結晶を成長させたものであ
る。

第８図は実施例２と従来ＣＺ法との比較を示す。

図中、黒丸は実施例２による比抵抗分布を、白丸は同条
件の従来ＣＺ法による比抵抗分布（理論値）をそれぞれ
表している。　第８図から、固化率の増大即ち引上げ単
結晶の長さ方向において、従来ＣＺ法による場合は比抵
抗が減少（即ち不純物濃度が増大）するのに対し、本実
施例による場合は比抵抗（即ち不純物濃度）分布がほぼ
均一となることがわかる。　なお、パイプなしの場合で
はクラウンに入る前に内室内融液中の不純物が外室内融
液中へ大量に流出してしまうことが確認されている。　
また、目標とした比抵抗の範囲が１２．０〜７．５Ω・
ＣＩｌのＰドープの品種で、ヘッドの比抵抗の狙い目を
１１．５Ω・Ｃ１ｌとした場合、従来ＣＺ法での収率は
５割に満たなかったのに対し、本実施例では得られた結
晶のすべてが良品である。

第９図には実施例２と従来液面一定二重ルツボ法との比
較を示す、　図中、黒丸は実施例２による比抵抗分布で
あり、白丸は従来液面一定二重ルツボ法による比抵抗分
布（理論値）である、　比抵抗の範囲が５〜４Ω・Ｃ１
のＰドープの品種で、ヘッドの狙い目を４．５Ω・Ｃｌ
１１としたとき、従来液面一定二重ルツボ法では固化率
が１−（ｈ／Ｈ）を越えるとこの範囲からすぐにはずれ
てしまうが、本実施例では得られた結晶のすべてが良品
である。

実施例　３ 実施例２と同型装置において、外室内にバラストピスト
ンを上下動させて、内室内融液の液面深さを一定にして
結晶を引き上げる実施例を第１０図を参照して説明する
。　同図において、図を簡単にするため保温筒、ヒータ
ーなどは省いており、４０はステンレス製の密閉容器、
該密閉容器４０内には第６図と同じ内室２３と外室２１
とパイプ状通路２３ｂとをもつ二重梢遣ルツボが収容さ
れている。　４８は外室より少し小さく外室内にすっぽ
りと入る石英製ドーナツ状のバラストピストンで、該ピ
ストン４８は密閉容器４０の外から上下動可能な支持ｍ
４８ａにつながれている。

実施例３の装置の操作は、例えば、シリコーン投入量を
８ｋｇとし、不純物としてリンをドープした３インチ単
結晶棒を成長させる場合、シード先端に２段にドープ剤
を仕込み、下段のドープ剤はシリコーン融液全体の不純
物濃度をｋＣｏとする量とし、上段のドープ剤には内室
内融液中の不純物濃度が（１−ｋ）Ｃ０となるだけのド
ープ剤が仕込まれている。　シード下段のトープ剤が融
解したならば、ピストン４８を上下動させて内室、外室
間の融液不純物濃度が均一になるまでよく混合し、次に
シードの上段を内室内融液に融解する。

その結果、外室内融液不純物濃度はｋＣ，となり、内室
内融液は上段と下段のドープ剤を加えて自室内不純物濃
度はＣ０となる。　結晶引上げにあたって内室２３内の
融液が減少するが、引上げ量に追従し支持棒４８ａを下
動させてピストン４８を外室２１内融液内に沈め、外室
内の融液をパイプ状通路２３ｂを通して内室内に供給し
、常に内室内の融液面高さを一定にする。　そうするこ
とにより、液面一定二重ルツボ法と同一原理により内室
内融液不純物濃度を常に一定値Ｃ０にたもちながら結晶
４６を引き上げることができる。

第１１図は単結晶長さ方向（固化率）における比抵抗を
通常のＣＩ法のものと比較したグラフである。　実施例
３では外室内融液を使いきってしまうまで所望範囲１２
．０〜７．５Ω・ＣＩの範囲にあり、その歩留りは８割
以上であるのに対して、従来ＣＩ法では固化率全体の範
囲にわたり比抵抗が減少し、その歩留りも５割に満たな
い。

上記した実施例３の場合、装置の外室の径Ｒと内室の径
ｒとの比ｒ／Ｒは、ｆπ°とする必要はなく、自由な値
を選択することができるが、また「／Ｒをηとするとと
もに内室内融液のみドープし、外室内融液をアンドープ
として第三発明を適用することもできる。　さらに、ル
ツボ４７の変型として、第１２図＜ａ　）ないしくＣ’
）を挙げることができる。　すなわち、第１２図（ａ）
は内室４３の底４３ａが外室４１の底４１ａよりも高く
外室容量を増加させたものであり、第１２図（ｂ）は２
つのルツボ４１ｂ　、４３ｂを融着して一体に構成して
加工を容易にしたものであり、第１２図（ｃ）はパイプ
状通路４１ｄを底部肉厚部分４１Ｃに設けたパイプ状空
洞として、ピストンの下降に応じ融液移動を容易にした
例である。

またパイプ状通路はＦｉ数形成してもよいことは当然で
ある。

以上、本発明の各実施例につき述べたが、各実施例は本
発明の技術的思想に基いて更に変型可能である。　例え
ば、ルツボやパイプの材質を変更することもできる。　
また、内室、外室の形状や隔離壁部あるいは内側ルツボ
の固定方法も限定されず、溶着に代えてはめ込み固定す
る構造などにしてもよい、　さらにパイプの固定法・取
付は位置・形状・数も限定されない、　なお、本発明は
シリコン以外に不純物ドープを必要とする結晶の成長に
も適用可能で、特にＧａ　Ａｓ　、Ｇａ　Ｐ等の■−ｖ
族化合物結晶の成長に有効である。

［発明の効果］ 本発明装置の効果について、従来のＣＩ法の装置はもと
より、従来の液面一定二重ルツボ法の装置では結晶の長
さ方向のすべてにわたって、不純物濃度が一定な結晶を
得ることはできなかったのに対して、本発明装置によれ
ば、結晶の長さ方向のすべてにわたって不純物濃度のほ
ぼ一定な結晶を得ることができる。　非常に比抵抗の範
囲の狭い品種に対して考えると、固化率で表した歩留り
は従来のＣＺ法では２〜３割程度以下、従来の内室内液
面一定二重ルツボ法でも７ｒＡ程度であるのに対し、特
に第二発明装置では、原理的には１０割、実際において
も９割以上の歩留りが達成できる。

しかも、従来のＣＺ法のルツボを本発明の二′Ｍ、構造
ルツボに代えるだけで、基本的なマシン改良は必要とし
ないなど従来の液面一定二重ルツボ法に比べて実際上の
利点が多い。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第一発明にかかる実施例１装置の要
部断面図、第３図はパイプ状通路の作用を説明するグラ
フ、第４図は実施例１装置の効果を説明するグラフ、第
５図（ａ　）及び第５図（ｂ）は実施例１変型装置の要
部断面図、第６図は第二発明にかかる実施例２装置の要
部断面図、第７図は第二発明のルツボにおける内室と外
室との関係式を説明する図、第８図及び第９図は実施例
２装置の効果を説明するグラフ、第１０図は実施例３装
置の要部断面図、第１１図は実施例３装置の効果を説明
するグラフ、第１２図＜ａ　）ないし第１２図（ｃ）は
実施例３変型装置の要部断面図、第１３図は従来の液面
一定二重ルツボ法装置の要部断面図である。 １．１１・・・外側ルツボ、　２，１２・・・内側ルツ
ボ、　１７・・・浮力発生手段、　１８・・・摺動棒、
１９・・・支持アーム、　２１．４１・・・外室（ルツ
ボ本体）、　２３．４３・・・内室（内室の隔＃！壁）
、２ａ、１２ａ、２３ａ−・・貫通孔、１２ｂ、１２ｄ
、２３ｂ。 ４１ｄ・・・パイプ状通路、　４・・・内側ルツボ内融
液、５・・・外側ルツボ内融液、　５ａ・・・外側ルツ
ボ内融液表面、　２４・・・内室内融液、　２う・・・
外室内融液、　６，１６．４６・・・引上げ単結晶、　
４８・・・バラストピストン、　４８ａ・・・支持棒、
　Ｒ・・・外室の半径、　ｒ・・・内室の半径。 第１図 第２図 第４図　　□ １２ａ 第５図（ａ　） 第５図（ｂ　） 第６図 第７図 第１０図 第１２１１　（ａ　）　　　ＪＲ１２図（ｂ　）第１２
図（ｃ） ０　．１　　．２　．３　．４　．５　．６　．７　．
８　．９　　Ｃ０固化串 第１１図 第１３図 手続補正書（自発） 昭和６１年１２月１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　融液を収容する外側ルツボと、この外側ルツボ内に
   これと独立に配置された内側ルツボとを具備し、該内側
   ルツボの壁部を貫通する貫通孔を通じて該外側ルツボ内
   の融液を該内側ルツボ内に供給しながら、内側ルツボ内
   の融液から単結晶を成長させて引き上げるように構成さ
   れた結晶引上げ装置において、 該融液の供給路が、前記内側ルツボ壁部に設けられた貫
   通孔につらなって延在する、パイプ状通路を具備してい
   ることを特徴とする結晶引上げ装置。 ２　融液供給路の先端口が、融液供給前には外側ルツボ
   内融液表面から突出し、融液供給開始後には該融液表面
   下に沈められるように構成される特許請求の範囲第１項
   記載の結晶引上げ装置。 ３　内側ルツボが、その側壁外面に浮力発生手段を具備
   するとともに内側ルツボの上下摺動可能な支持機構が密
   閉容器内かつ融液表面より充分離れた位置に設けられて
   いる特許請求の範囲第１項記載の結晶引上げ装置。 ４　ドープした融液を収容する内室と、アンドープ融液
   を収容する外室とからなるルツボを具備し、該ルツボの
   内室と外室との間の融液供給路を通じて外室内の前記ア
   ンドープ融液を内室内に供給しながら、内室から単結晶
   を成長させて引き上げるように構成された結晶引上げ装
   置であつて、該ルツボは （ａ）前記内室と前記外室とが一体となっており、ルツ
   ボ本体と同心筒状の隔離壁部によって内室が外室と仕切
   られていること、及び （ｂ）前記融液供給路が、前記隔離壁部に設けられた貫
   通孔につらなって延在する、パイプ状通路を具備してい
   ることを特徴とする結晶引上げ装置。 ５　前記内室の径が、ドーパント不純物の偏析係数をｋ
   としたとき、前記外室の径の√ｋ倍である特許請求の範
   囲第４項記載の結晶引上げ装置。 ６　融液を収容する内室と外室とからなるルツボを具備
   し、該ルツボの内室と外室との間の融液供給路を通じて
   外室内の融液を内室内に供給しながら、内室から単結晶
   を成長させて引き上げるように構成された結晶引上げ装
   置であって、該ルツボは （ａ）前記内室と前記外室とが一体となっており、隔離
   壁部によって内室が外室と仕切られていること、 （ｂ）前記融液供給路が、前記隔離壁部に設けられた貫
   通孔あるいは貫通孔につらなって延在するパイプ状通路
   を具備していること、及び （ｃ）前記外室内に上下動するバラストピストンを具備
   し、該ピストンにより内室内融液の液面深さを一定にす
   ることを特徴とする結晶引上げ装置。