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JP2004002064A - Process for preparing silicon single crystal - Google Patents

Process for preparing silicon single crystal Download PDF

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JP2004002064A
JP2004002064A JP2002155955A JP2002155955A JP2004002064A JP 2004002064 A JP2004002064 A JP 2004002064A JP 2002155955 A JP2002155955 A JP 2002155955A JP 2002155955 A JP2002155955 A JP 2002155955A JP 2004002064 A JP2004002064 A JP 2004002064A
Authority
JP
Japan
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crystal
grown
single crystal
silicon single
silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002155955A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoji Hoshi
星 亮二
Susumu Sonokawa
園川 将
Tatsuo Mori
森 達生
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 JP2002155955A priority Critical patent/JP2004002064A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preparation process for growing a silicon single crystal through Czochralski method with a high productivity and yield without any trouble in operation, even when growing a large-diameter crystal required for realizing cost reduction of a device step, particularly a large-diameter crystal of ≥300 mm (12 inch), at a high rate within a V-rich region. <P>SOLUTION: In the preparation process for growing the silicon single crystal having a crystal grain size of D mm through Czochralski method, a radiation-blocking member is placed around the crystal to cool the crystal by blocking the radiation. The distance between the lower end of the radiation-blocking member and the surface of a silicon melt is adjusted to ≥D/ 8 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メモリーやCPUなどの半導体デバイスの基板として用いられるシリコン単結晶ウェーハを作製するための単結晶の製造方法に関するものであり、特に300mm(12インチ)以上の大口径シリコン単結晶の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
大口径のシリコン単結晶を製造する際には、通常チョクラルスキー法(CZ法)が用いられる。CZ法による単結晶製造装置は、例えば図3に示したように、原料融液4が収容される石英ルツボ5と、該石英ルツボ5を支持する黒鉛ルツボ6と、これらのルツボを取り囲むように配置された加熱ヒーター7を有する。石英ルツボ5中の原料融液4に種結晶を浸漬した後、原料融液4から棒状の単結晶3が引き上げられる。また、これらのルツボ5、6は結晶成長軸方向に昇降可能であり、結晶成長中に結晶化して減少した原料融液4の液面下降分を補うようにルツボ5、6を上昇させる。これにより、原料融液4の融液面14の位置は常に一定に保たれる。
【0003】
CZ法によって製造されるシリコン単結晶は、主として半導体デバイスの製造に用いられる。近年、半導体デバイスでは高集積化が進み、素子の微細化が進んでいる。素子の微細化が進むことで、結晶成長中に発生するGrown−in結晶欠陥のサイズと密度が問題となる。
【0004】
ここで、Grown−in結晶欠陥について説明する。シリコン単結晶において、結晶成長速度が比較的高速の場合には、空孔形の点欠陥が集合したボイド起因とされているFPD(Flow Pattern Defect)等のGrown−in欠陥が結晶径方向全域に高密度に存在し、これら欠陥が存在する領域はV(Vacancy)領域と呼ばれている。また、成長速度を低めていくと成長速度の低下に伴いOSF(酸化誘起積層欠陥、Oxidation Induced Stacking Fault)領域が結晶の周辺からリング状に発生し、このリングの外側に格子間シリコンが集合した転位ループ起因と考えられているLSPD(Laser Scattering Tomography Defect)、LFPD(Large Flow Pattern Defect)等の欠陥が低密度に存在し、これらの欠陥が存在する領域はI(Interstitial)領域と呼ばれている。さらに、成長速度を低速にすると、OSFリングがウェーハの中心に収縮して消滅し、全面がI領域となる。
【0005】
近年、V領域とI領域の中間でOSFリングの外側に、空孔起因のFPD等も、格子間シリコン起因のLSPD、LFPDも存在しない領域の存在が発見されている。この領域はN(ニュートラル、Neutral)領域と呼ばれる。
【0006】
これらGrown−in結晶欠陥の制御法としては、結晶欠陥密度の低減技術や結晶欠陥サイズの縮小化技術などが提案されている。さらには、Grown−in結晶欠陥のないN領域となるように制御された単結晶の製造方法なども提案されている。しかし、これらの方法は一般に結晶成長速度が遅くなる方向であり、生産性を落とす方向であった。
【0007】
一方で、エピタキシャル成長用の基板に用いられるウェーハでは、その上にエピタキシャル層を積むゆえ、またSOIウェーハの支持基板に用いられるウェーハでは酸化膜を介して上にSOI層を形成するゆえ基板中のGrown−in結晶欠陥品質を議論されることが少なく、生産性を向上すべくできる限り速い引き上げ速度で引き上げてきた。またエピタキシャル成長用の基板に限らなくとも、Grown−in結晶欠陥にさほど敏感で無い半導体デバイスやSOIウェーハの支持ウェーハでは、基板の欠陥制御の必要が少なく、やはりできる限り速い引き上げ速度で引き上げてきた。
【0008】
この場合、成長速度を速めるためには、成長中の単結晶3を冷やすことが重要である。これを達成するために、原料融液4から単結晶3へ向かう輻射をカットし成長中の単結晶3を冷却するための輻射カット部材として、例えばガス整流筒11及びそれに付随する遮熱部材12を、原料融液4の近くに装備してきた。この輻射カット部材により、結晶径が200mm(8インチ)以下の小さい結晶では成長速度の高速化が十分に可能で、生産性の向上をはかることができた。しかし、近年デバイス工程のコストダウンのために求められている、300mm(12インチ)以上の大口径結晶をV−rich領域で高速成長させると、結晶成長中に有転位化して単結晶成長の成功する確率が低くなるという現象が多発した。そのため操業時間が長くなり、生産性が著しく低下する他、ルツボが劣化し、操業の継続が困難になる場合もあった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、CZ法でシリコン単結晶を育成する際に、デバイス工程のコストダウンを図るために求められている大口径結晶、特に300mm(12インチ)以上の大口径結晶をV−rich領域で高速成長させても、操業に支障なく、高い生産性と高歩留まりで製造できる方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、チョクラルスキー法により結晶を育成する方法において、結晶を囲繞するように配置され輻射をカットして結晶を冷却する輻射カット部材を用い、結晶直径Dmmのシリコン単結晶を育成する際に、前記輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離をD/8mm以上として結晶を育成することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法である(請求項1)。
【0011】
このように、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離をD/8mm以上として結晶を育成することで、成長速度が高速のV−rich領域で結晶を育成しても有転位化がおこりにくくなり、有転位化の回数を減少させることができる。従って、単結晶成長の成功率の向上によって、トータルの生産性と歩留まりを大きく向上させることができる。また、操業時間が長引くことによりルツボが劣化し、操業の継続が困難になるという問題がなくなる。
【0012】
この場合、前記育成する結晶の成長速度を150/Dmm/min以上とすることが好ましく(請求項2)、前記育成するシリコン単結晶を、OSF領域よりも成長速度が高速側のV−rich領域の結晶を育成することが好ましい(請求項3)。
このように、育成する結晶の成長速度を150/Dmm/min以上にすることで、例えば育成結晶をV−rich領域のものとして高速成長させることになり、操業時間の短縮が図れ、生産性を大きく向上できる。
【0013】
この場合、前記輻射カット部材を、ガス整流筒又は遮熱スクリーンとすることが好ましい(請求項4)。
このように、輻射カット部材を、ガス整流筒又は遮熱スクリーンとすることで、育成する結晶をヒーターや原料融液からの輻射から遮断し、効果的に結晶を冷やすことができ、結晶成長速度の高速化を図ることができる。
【0014】
この場合、前記育成するシリコン単結晶の結晶直径Dmmを、300mm(12インチ)以上とすることが好ましい(請求項5)。
本発明によれば、育成するシリコン単結晶の結晶直径Dmmを、300mm(12インチ)以上の大口径としてV−rich領域で高速成長させても、有転位化がおこりにくく、例えば有転位化の回数が単結晶1本当り5回未満で単結晶を育成できる。
【0015】
さらに、本発明によれば前記製造方法で製造されたシリコン単結晶が提供される(請求項6)。また、該シリコン単結晶から切り出されたシリコンウェーハが提供される(請求項7)。
本発明より製造されたシリコン単結晶から切り出されたシリコンウェーハは、エピタキシャル成長用の基板に用いられるウェーハ、又はGrown−in結晶欠陥にさほど敏感で無い半導体デバイス用の基板やSOIウェーハの支持基板に用いられるウェーハとして利用できる。特に、結晶直径Dmmを300mm(12インチ)以上とすることで、デバイス工程のコストダウンを図ることができる。
【0016】
本発明者らは、大口径結晶、特に直径300mm以上のシリコン単結晶を輻射カット部材を用いて育成すると有転位化がおこりやすくなり、有転位化する回数が多くなる原因について検討してみた。
結晶成長中には、原料融液から流入してくる熱量に加え、結晶成長時に液体から固体に相変化することによって生じる固化潜熱が結晶中に入ってくる。この固化潜熱は結晶成長速度が速いほど大きくなる。これら流入した熱は結晶表面から放出されていくが、これを放出させないと結晶が冷却されず結晶が成長しなくなってしまう。そこで結晶を高速で成長させるためには、結晶を冷却する必要がある。
【0017】
これを達成するために原料融液等から結晶へ向かう輻射をカットし、成長中の結晶を冷却する輻射カット部材を原料融液の近くに配置させて結晶を育成する方法が有効である。結晶径が200mm(8インチ)以下の結晶ではこの方法でも、有転位化が少なく、成長速度の高速化を十分はかることができた。しかし結晶径が300mm(12インチ)以上の大口径結晶を製造しようとすると、結晶成長中に有転位化してしまい、単結晶を成長できる確率が低くなる。
【0018】
これは結晶径が太くなると、結晶中心部から結晶表面までの距離が長くなり中心部の熱が逃げにくくなることにある。結晶中心部は冷却されにくいため温度が上昇し、一方、結晶表面はすぐに冷却される。すなわち、大口径結晶においては、結晶表面と結晶中心部との温度勾配が大きくなるため、結晶内部での熱応力が大きくなって成長中に有転位化しやすくなると考えられる。
【0019】
そこで本発明では、結晶を囲繞するように配置された輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離LをD/8mm以上として結晶を育成している。このように、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離をD/8mm以上と離すことで、結晶内部での熱応力を小さくでき、大口径結晶の有転位化を防止することができる。
【0020】
すなわち、本発明者らは、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lを種々変更し、大口径結晶(300mm)を引き上げた。そしてLがD/8mm以上として150/Dmm/min以上の速度で単結晶を育成した場合と、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離LをD/8mm未満として150/Dmm/min以上の速度で単結晶を育成した場合とで、有転位化の回数を比較したところ、LがD/8mm以上とした場合に、有転位化の回数が単結晶1本当り5回未満となることを見出した。
【0021】
また、単結晶の育成速度を150/Dmm/min以上とした場合と、単結晶の育成速度を150/Dmm/min未満とした場合で、単結晶を育成し、比較、検討を行った。その結果、育成速度が150/Dmm/min以上とした場合に、V−rich領域の結晶が育成できた。また、これにより生産性の向上をはかることができた。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明で用いた単結晶製造装置の概略構成図である。
図1に示すように、この単結晶製造装置は、原料シリコンを溶融するための部材や結晶化したシリコンを引き上げる機構などを有しており、これらは、メインチャンバー1内に収容されている。メインチャンバー1の天井部からは上に伸びる引上げチャンバー2が連接されており、この上部に単結晶3を引き上げる機構(不図示)が設けられている。
【0023】
メインチャンバー1内には、溶融された原料融液4を収容する石英ルツボ5とその石英ルツボ5を支持する黒鉛ルツボ6が設けられ、これらのルツボ5、6は駆動機構(不図示)によって昇降自在に支持されている。このルツボ5、6の駆動機構は、単結晶3の引き上げに伴う原料融液4の液面低下を補償すべく、ルツボ5,6を液面低下分だけ上昇させることができるようになっている。
【0024】
そして、ルツボ5、6を取り囲むように、原料を溶融させる加熱ヒーター7が配置されている。この加熱ヒーター7の外側には、加熱ヒーター7からの熱がメインチャンバー1に直接輻射されるのを防止するために、断熱部材8がその周囲を取り囲むように設けられている。
【0025】
また、メインチャンバー1の内部には、引上げチャンバー2の上部に設けられたガス導入口10からアルゴンガス等の不活性ガスが導入される。導入された不活性ガスは、引上げ中の単結晶3と遮熱カット部材であるガス整流筒11との間を通過し、遮熱部材12の下部とシリコン融液面14との間を通過し、ガス流出口9から排出される。
【0026】
さらに、本発明の別の態様として、図2では、遮熱カット部材として、上から下に向って縮径するような形状の遮熱スクリーン13を用いた場合の概略構成図が示されている。
【0027】
図中のDは結晶直径を表し、Lは輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離を表している。本発明では、この輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離LをD/8mm以上として結晶を育成する。
【0028】
このように、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離LをD/8mm以上とすることで、例えば成長速度を150/Dmm/min以上の高速でV−rich領域の結晶を育成しても、有転位化がおこりにくく、例えば有転位化の回数が単結晶1本当り5回未満で直径300mm以上といった大口径の単結晶を育成できる。従って、大口径の単結晶を高い生産性と高歩留まりで製造することができる。また、有転位化の回数が単結晶1本当り5回以上の場合に問題であった、操業時間が長くなることによりルツボが劣化し、操業の継続が困難になるということがなくなる。
【0029】
ただし、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離をD/8mm以上に保ったとしても成長速度があまりに速くては成長時の固化潜熱による応力が大きくなってしまうので、成長速度は最大でも450/Dmm/min以下とすることが好ましい。この成長速度を保つためには、輻射カット部材の下端部と成長界面との距離をD/2mm以下とすることが好ましい。
【0030】
本発明で用いられる輻射カット部材としては、ルツボに収容された原料融液4の上方に育成された単結晶3を囲繞するように配置されたガス整流筒11又は上部から下方に向かって縮径するような形状の遮熱スクリーン13を用いることが好ましく、さらにはそれらに付随する遮熱部材12を用いることが好ましい。輻射カット部材は、育成する結晶を加熱ヒーター7や原料融液4からの輻射から保護し、結晶を冷やすことで結晶成長速度の高速化をはかるものであり、ガス整流筒11や遮熱スクリーン13はその効果が高い。さらにそれらに遮熱部材12を用いることでより結晶冷却の効果が高まる。
【0031】
また、本発明により製造されたシリコン単結晶から切り出されたシリコンウェーハは、その上にエピタキシャル層を積むゆえにGrown−in結晶欠陥がさほど問題とならないエピタキシャル成長用の基板、又はGrown−in結晶欠陥にさほど敏感で無い半導体デバイス用の基板や酸化膜を介してSOI層を形成するゆえGrown−in結晶欠陥がほとんど問題とならないSOIウェーハの支持基板として有用である。特に、シリコン単結晶の結晶直径Dmmを、300mm(12インチ)以上とすることで、デバイス工程のコストダウンを図ることができる。
【0032】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。
(実施例1)
図1に概略図を示した直径800mm(32インチ)ルツボを装備したHZを用いて、直径12インチの結晶を育成した。ルツボへ投入したSi原料のチャージ量を320Kgとし、中心磁場強度4000Gの横磁場を印加しながら、直胴長さ約120cmの結晶を育成した。
【0033】
この時、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lを50mmとし、実際に成長させる結晶の直径Dを306mmとした。D/8mmは、306/8=38.25mmであり、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lは、結晶直径の8分の1以上離れている(L≒D/6.1>D/8)。
【0034】
また、成長速度は結晶変形が発生しない程度の高速度である0.8mm/minで引き上げを行った。この成長速度は150/D=150/306=0.49mm/minより大きい。
【0035】
以上の条件で結晶を育成した。結晶が有転位化してしまった場合には、結晶を溶融し再び結晶を育成し直し、120cmの結晶が育成できるまでこれを繰り返した。その結果、120cmの結晶を得られるまでに3度の有転位化が発生したが、4度目に無転位の結晶を引き上げることができた。
【0036】
得られた結晶から、ウェーハ状のサンプルを約30cm毎に採取して、OSF及びFPDの検査を行った。OSFの検査は、採取されたウェーハ状サンプルに1150℃で100minのウェット酸化を行った後、フッ酸・硝酸・酢酸・水からなる選択性のある混酸液で選択エッチングし、そのウェーハを集光灯下及び顕微鏡で観察することで行った。その結果OSFは観察されなかった。一方、FPD検査は、採取されたウェーハ状サンプルをKCrとフッ酸と水との混合液で無攪拌で選択エッチングし、さざ波模様として観測されるFPD欠陥を顕微鏡で観察することで行った。その結果、ウェーハ全面にFPD欠陥が観察された。以上のことから、育成された結晶はV−rich領域となっていることが確認できた。
【0037】
(実施例2)
実施例1と同じく、図1に概略図を示した32インチルツボを装備したHZを用いて、直径12インチの結晶を育成した。ルツボへ投入したSi原料のチャージ量を320Kgとし、中心磁場強度4000Gの横磁場を印加しながら、直胴長さ約120cmの結晶を育成した。
【0038】
この時、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lを70mmとし、実際に成長させる結晶の直径Dを306mmとした。この輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lは、D/8mmより大きい(L≒D/4.4>D/8)。
【0039】
また、成長速度を結晶変形が発生しない程度の高速度である0.65mm/minとした。この成長速度は150/Dmm/minより大きい。
【0040】
以上の条件で結晶を育成した。結晶が有転位化してしまった場合には、結晶を溶融し再び結晶を育成し直し、120cmの結晶が育成できるまでこれを繰り返した。その結果、120cmの結晶を得られるまでに1度しか有転位化が発生せず、2度目に無転位の結晶を引き上げることができた。
【0041】
得られた結晶から、ウェーハ状のサンプルを約30cm毎に採取して、実施例1と同様のOSF及びFPDの検査を行った。その結果OSFは観察されなかった。一方、FPD欠陥はウェーハ全面に観察された。以上のことから、育成された結晶はV−rich領域となっていることが確認できた。
【0042】
(実施例3)
実施例1と同じく、図1に概略図を示した32インチルツボを装備したHZを用いて、直径12インチの結晶を育成した。ルツボへ投入したSi原料のチャージ量を320Kgとし、中心磁場強度4000Gの横磁場を印加しながら、直胴長さ約120cmの結晶を育成した。
【0043】
この時、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lも実施例1と同じ50mmとし、実際に成長させる結晶の直径Dを306mmとした。輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lは、D/8mmより大きい(L≒D/6.1>D/8)。
【0044】
また、成長速度を実施例1よりも遅く0.40mm/minとした。この成長速度は150/Dmm/minより小さい。
【0045】
この条件で結晶を育成した。結晶が有転位化してしまった場合には、結晶を溶融し再び結晶を育成し直し、120cmの結晶が育成できるまでこれを繰り返した。その結果、120cmの結晶を得られるまでに2度の有転位化が発生したが、3度目に無転位の結晶を引き上げることができた。
【0046】
得られた結晶から、ウェーハ状のサンプルを約30cm毎に採取して、実施例1と同様のOSF及びFPDの検査を行った。その結果OSFリングがウェーハ内部に観察された。一方、FPD欠陥はOSFリングの位置より外側には観察されなかった。以上のことから、育成された結晶はV−rich領域となっていないことが確認された。
【0047】
(比較例1)
図3に概略図を示した32インチルツボを装備したHZを用いて、直径12インチの結晶を育成した。ルツボへ投入したSi原料のチャージ量を320Kgとし、中心磁場強度4000Gの横磁場を印加しながら、直胴長さ約120cmの結晶を育成した。
【0048】
この時、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lを30mmと短くし、実際に成長させる結晶の直径Dを306mmとした。輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lは、D/8mmより小さい(L≒D/10.2<D/8)。
【0049】
また、L=30mmとしてもV−rich領域を得られ実施例1と同じ0.8mm/minで引き上げを行った。この成長速度は150/D=150/306=0.49mm/minより大きい。
【0050】
この条件で結晶を育成した。結晶が有転位化してしまった場合には、結晶を溶融し再び結晶を育成し直し、120cmの結晶が育成できるまでこれを繰り返した。その結果、120cmの結晶を得られるまでに6度の有転位化が発生し、7度目に無転位の結晶を引き上げることができた。有転位化回数が多く、有転位化結晶を溶融し直すことに時間がかかったため、時間当りの生産量は実施例に比較して大幅に低くなってしまった。従って、有転位化回数は5回以内に抑えることが望ましい。
【0051】
得られた結晶から、ウェーハ状のサンプルを約30cm毎に採取して、実施例1と同様のOSF及びFPDの検査を行った。その結果OSFは観察されなかった。一方、FPD欠陥はウェーハ全面に観察された。以上のことから、育成された結晶はV−rich領域となっていることが確認できた。
【0052】
さらに、育成する結晶がV−rich領域となる、比較例1、実施例1及び2の各条件で10例づつ結晶育成を行ない、中量評価を行った。表1及び図4に、結晶1本あたりの有転位化発生回数、生産性の比較を示す。尚、生産性は比較例1の条件での生産性で規格化したものである。
【0053】
【表1】

Figure 2004002064
【0054】
その結果、成長速度だけを考慮すると、比較例1の条件=実施例1の条件>実施例2の条件の順ではあるが、比較例1の条件では結晶内応力が大きく有転位化しやすいため、トータルの生産性では、有転位化回数を5回以内に抑えられる実施例1の条件及び実施例2の条件のほうが効率良い生産性を達成していることがわかる。
【0055】
尚、これら輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離Lと結晶の成長速度に関する条件以外のルツボ回転数等の条件は統一した。例えば、他の条件を変更すると相対的に有転位化の回数が変わり得る。従って、上記した有転位化回数は相対的に見た回数であり、絶対的なものではない。
【0056】
さらに、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。
【0057】
例えば、本発明の実施例では、主にシリコン単結晶の引き上げ時に磁場を印加するMCZ法について説明したが、本発明はこれに限定されず、磁場を印加しない通常のチョクラルスキー法にも適用できる。また、本明細書中で使用したチョクラルスキー法という用語には、通常のチョクラルスキー法とMCZ法のいずれもが含まれる。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エピタキシャル成長用の基板等に用いられる大口径シリコン単結晶をV−rich領域で高速成長させる際に、輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離をD/8mm以上とすることで有転位化の回数を減少させることができる。これにより、操業時間を短くできるため、トータルの生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いた単結晶製造装置(L≧D/8)の概略構成図である。
【図2】遮熱スクリーンを用いた場合の単結晶製造装置(L≧D/8)の概略構成図である。
【図3】単結晶製造装置(L<D/8)の概略構成図である。
【図4】輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離を変えて、有転位化回数と生産性とを比較した図である。
【符号の説明】
1…メインチャンバー、 2…引上げチャンバー、 3…単結晶、 4…原料融液、 5…石英ルツボ、 6…黒鉛ルツボ、 7…加熱ヒーター、 8…断熱部材、 9…ガス流出口、 10…ガス導入口、 11…ガス整流筒、 12…遮熱部材、 13…遮熱スクリーン、 14…シリコン融液面、 D…結晶直径、 L…輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a single crystal silicon for producing a silicon single crystal wafer used as a substrate of a semiconductor device such as a memory or a CPU, and more particularly to a method for producing a silicon single crystal having a large diameter of 300 mm (12 inches) or more. About the method.
[0002]
[Prior art]
When producing a large-diameter silicon single crystal, the Czochralski method (CZ method) is usually used. As shown in FIG. 3, for example, a single crystal manufacturing apparatus using the CZ method includes a quartz crucible 5 containing a raw material melt 4, a graphite crucible 6 supporting the quartz crucible 5, and a crucible surrounding the crucible. It has a heater 7 arranged. After the seed crystal is immersed in the raw material melt 4 in the quartz crucible 5, the rod-shaped single crystal 3 is pulled up from the raw material melt 4. These crucibles 5 and 6 can be moved up and down in the direction of the crystal growth axis, and raise the crucibles 5 and 6 so as to compensate for the decrease in the liquid level of the raw material melt 4 which has crystallized and decreased during crystal growth. As a result, the position of the melt surface 14 of the raw material melt 4 is always kept constant.
[0003]
Silicon single crystals manufactured by the CZ method are mainly used for manufacturing semiconductor devices. 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have been highly integrated, and elements have been miniaturized. As the miniaturization of the element progresses, the size and density of the grown-in crystal defects generated during the crystal growth become a problem.
[0004]
Here, the grown-in crystal defect will be described. In a silicon single crystal, when the crystal growth rate is relatively high, a grown-in defect such as an FPD (Flow Pattern Defect), which is considered to be caused by voids in which vacancy-shaped point defects are gathered, extends over the entire area in the crystal diameter direction. A region that exists at high density and has these defects is called a V (vacancy) region. Further, as the growth rate was reduced, an OSF (Oxidation Induced Stacking Fault) region was formed in a ring shape from the periphery of the crystal with the decrease in the growth rate, and interstitial silicon was gathered outside the ring. Defects such as LSPDs (Laser Scattering Tomography Defects) and LFPDs (Large Flow Pattern Defects) which are considered to be caused by dislocation loops are present at a low density, and a region where these defects are present is called an I (Interstitial) region. I have. Further, when the growth rate is reduced, the OSF ring shrinks to the center of the wafer and disappears, and the entire surface becomes an I region.
[0005]
In recent years, it has been discovered that an FPD or the like caused by holes, an LSPD or an LFPD caused by interstitial silicon does not exist outside the OSF ring between the V region and the I region. This region is called an N (Neutral) region.
[0006]
As a method for controlling these grown-in crystal defects, a technology for reducing the crystal defect density and a technology for reducing the crystal defect size have been proposed. Further, a method of manufacturing a single crystal which is controlled to be an N region without a grown-in crystal defect has been proposed. However, these methods generally tend to decrease the crystal growth rate and decrease productivity.
[0007]
On the other hand, in a wafer used as a substrate for epitaxial growth, an epitaxial layer is deposited thereon, and in a wafer used as a support substrate for an SOI wafer, an SOI layer is formed thereon via an oxide film. There is little discussion about -in crystal defect quality, and it has been pulled at the highest possible pulling speed to improve productivity. In addition to a substrate for epitaxial growth, a semiconductor device and a supporting wafer for an SOI wafer that are not so sensitive to a grown-in crystal defect require less control of the substrate defect, and have been pulled at the highest possible pulling speed.
[0008]
In this case, it is important to cool the growing single crystal 3 in order to increase the growth rate. In order to achieve this, as a radiation cut member for cutting radiation from the raw material melt 4 toward the single crystal 3 and cooling the growing single crystal 3, for example, a gas rectifying cylinder 11 and a heat shielding member 12 attached thereto Was provided near the raw material melt 4. With this radiation cut member, the growth rate of a small crystal having a crystal diameter of 200 mm (8 inches) or less could be sufficiently increased, and the productivity could be improved. However, when a large-diameter crystal having a diameter of 300 mm (12 inches) or more, which has recently been required to reduce the cost of the device process, is grown at a high speed in the V-rich region, dislocations are generated during the crystal growth, and the single crystal is successfully grown. Phenomenon that the probability of doing was low occurred frequently. As a result, the operating time is prolonged, the productivity is remarkably reduced, and the crucible is deteriorated, which may make it difficult to continue the operation.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such a problem, and when growing a silicon single crystal by the CZ method, a large-diameter crystal, particularly 300 mm (12 inch), which is required to reduce the cost of a device process. (2) An object of the present invention is to provide a method capable of producing a large-diameter crystal with high productivity and a high yield without hindering the operation even when the large-diameter crystal is grown at a high speed in a V-rich region.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and in a method of growing a crystal by the Czochralski method, a radiation cut member that is arranged so as to surround the crystal and cuts radiation to cool the crystal is used. A method for growing a silicon single crystal, wherein the distance between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface is D / 8 mm or more when growing a silicon single crystal having a crystal diameter of Dmm. (Claim 1).
[0011]
As described above, by growing the crystal with the distance between the lower end portion of the radiation cut member and the silicon melt surface being D / 8 mm or more, even if the crystal is grown in the V-rich region where the growth rate is high, dislocations are formed. Are less likely to occur, and the number of dislocations can be reduced. Accordingly, by improving the success rate of the single crystal growth, total productivity and yield can be greatly improved. In addition, the problem that the crucible is deteriorated due to the prolonged operation time and it becomes difficult to continue the operation is eliminated.
[0012]
In this case, it is preferable that the growth rate of the grown crystal is 150 / Dmm / min or more (Claim 2), and the grown silicon single crystal is formed in a V-rich region having a growth speed higher than that of the OSF region. It is preferable to grow a crystal of (claim 3).
As described above, by setting the growth rate of the grown crystal to 150 / Dmm / min or more, for example, the grown crystal can be grown at a high speed in the V-rich region, so that the operation time can be shortened and the productivity can be improved. It can be greatly improved.
[0013]
In this case, it is preferable that the radiation cut member is a gas rectifying cylinder or a heat shielding screen (claim 4).
In this way, by using the radiation cut member as a gas rectifying cylinder or a heat shield screen, the crystal to be grown can be shielded from the radiation from the heater or the raw material melt, and the crystal can be cooled effectively, and the crystal growth rate can be reduced. Can be speeded up.
[0014]
In this case, it is preferable that the crystal diameter Dmm of the silicon single crystal to be grown is 300 mm (12 inches) or more (Claim 5).
According to the present invention, even if the crystal diameter Dmm of the silicon single crystal to be grown has a large diameter of 300 mm (12 inches) or more and is grown at high speed in the V-rich region, dislocations are unlikely to occur. A single crystal can be grown with less than 5 times per single crystal.
[0015]
Further, according to the present invention, there is provided a silicon single crystal manufactured by the manufacturing method (claim 6). Further, a silicon wafer cut from the silicon single crystal is provided (claim 7).
A silicon wafer cut from a silicon single crystal manufactured according to the present invention is used for a wafer used for a substrate for epitaxial growth, or a substrate for a semiconductor device that is not very sensitive to a grown-in crystal defect or a support substrate for an SOI wafer. It can be used as a wafer. In particular, by setting the crystal diameter Dmm to 300 mm (12 inches) or more, the cost of the device process can be reduced.
[0016]
The inventors of the present invention have examined the reason why large-diameter crystals, in particular, silicon single crystals having a diameter of 300 mm or more are grown by using a radiation cut member so that dislocations are likely to occur and the number of dislocations increases.
During crystal growth, in addition to the amount of heat flowing from the raw material melt, solidification latent heat generated by a phase change from liquid to solid during crystal growth enters the crystal. The solidification latent heat increases as the crystal growth rate increases. The heat that has flowed in is released from the crystal surface. However, if the heat is not released, the crystal is not cooled and the crystal does not grow. Therefore, in order to grow the crystal at a high speed, it is necessary to cool the crystal.
[0017]
In order to achieve this, it is effective to cut the radiation from the raw material melt or the like toward the crystal, and arrange a radiation cut member for cooling the growing crystal near the raw material melt to grow the crystal. In the case of a crystal having a crystal diameter of 200 mm (8 inches) or less, even with this method, dislocations were small and the growth rate could be sufficiently increased. However, when attempting to produce a large-diameter crystal having a crystal diameter of 300 mm (12 inches) or more, dislocations occur during crystal growth, and the probability of growing a single crystal decreases.
[0018]
This is because as the crystal diameter increases, the distance from the center of the crystal to the crystal surface increases, making it difficult for the heat in the center to escape. The temperature rises because the crystal center is hardly cooled, while the crystal surface is cooled immediately. That is, in a large-diameter crystal, it is considered that the temperature gradient between the crystal surface and the crystal center becomes large, so that the thermal stress inside the crystal becomes large, so that dislocation is likely to occur during growth.
[0019]
Therefore, in the present invention, the crystal is grown with the distance L between the lower end of the radiation cut member arranged so as to surround the crystal and the silicon melt surface being D / 8 mm or more. As described above, by keeping the distance between the lower end portion of the radiation cut member and the silicon melt surface at D / 8 mm or more, the thermal stress inside the crystal can be reduced, and the dislocation of the large-diameter crystal can be prevented. it can.
[0020]
That is, the present inventors changed the distance L between the lower end portion of the radiation cut member and the silicon melt surface variously, and pulled up a large-diameter crystal (300 mm). And when L is D / 8 mm or more and a single crystal is grown at a speed of 150 / Dmm / min or more, and when the distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface is less than D / 8 mm, 150 / Dmm / When the number of dislocations was compared between the case where a single crystal was grown at a speed of at least min and L was D / 8 mm or more, the number of dislocations was less than 5 per single crystal. I found out.
[0021]
In addition, single crystals were grown, compared and studied when the single crystal growth rate was 150 / Dmm / min or more and when the single crystal growth rate was less than 150 / Dmm / min. As a result, when the growth rate was 150 / Dmm / min or more, crystals in the V-rich region could be grown. In addition, it was possible to improve productivity.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single crystal manufacturing apparatus used in the present invention.
As shown in FIG. 1, the single crystal manufacturing apparatus has a member for melting raw silicon, a mechanism for pulling up crystallized silicon, and the like, and these are housed in a main chamber 1. A pulling chamber 2 extending upward from the ceiling of the main chamber 1 is connected, and a mechanism (not shown) for pulling the single crystal 3 is provided above the pulling chamber 2.
[0023]
A quartz crucible 5 for accommodating the molten raw material melt 4 and a graphite crucible 6 for supporting the quartz crucible 5 are provided in the main chamber 1, and these crucibles 5 and 6 are moved up and down by a driving mechanism (not shown). It is freely supported. The drive mechanism of the crucibles 5 and 6 can raise the crucibles 5 and 6 by an amount corresponding to the lowering of the liquid level in order to compensate for the lowering of the liquid level of the raw material melt 4 accompanying the pulling of the single crystal 3. .
[0024]
A heater 7 for melting the raw material is disposed so as to surround the crucibles 5 and 6. Outside the heater 7, a heat insulating member 8 is provided so as to surround the periphery thereof in order to prevent heat from the heater 7 from being directly radiated to the main chamber 1.
[0025]
In addition, an inert gas such as an argon gas is introduced into the main chamber 1 from a gas inlet 10 provided in an upper part of the pulling chamber 2. The introduced inert gas passes between the single crystal 3 being pulled and the gas rectifying cylinder 11 which is a heat shield cut member, and passes between the lower part of the heat shield member 12 and the silicon melt surface 14. Is discharged from the gas outlet 9.
[0026]
Further, as another embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a schematic configuration diagram in the case where a heat shielding screen 13 having a shape whose diameter is reduced from top to bottom is used as a heat shielding cut member. .
[0027]
In the figure, D represents the crystal diameter, and L represents the distance between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface. In the present invention, a crystal is grown with the distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface being D / 8 mm or more.
[0028]
As described above, by setting the distance L between the lower end portion of the radiation cut member and the silicon melt surface to D / 8 mm or more, a crystal in the V-rich region is grown at a high growth rate of, for example, 150 / Dmm / min or more. However, dislocations hardly occur, and for example, a single crystal having a large diameter such as 300 mm or more in diameter with less than 5 dislocations per single crystal can be grown. Therefore, a large diameter single crystal can be manufactured with high productivity and high yield. Further, there is no problem that the number of dislocations is 5 or more per single crystal, and the crucible is deteriorated due to a long operation time, and it is difficult to continue the operation.
[0029]
However, even if the distance between the lower end portion of the radiation cut member and the silicon melt surface is maintained at D / 8 mm or more, if the growth rate is too high, the stress due to the latent heat of solidification during growth will increase. It is preferable to be 450 / Dmm / min or less at the maximum. In order to maintain this growth rate, it is preferable that the distance between the lower end of the radiation cut member and the growth interface be D / 2 mm or less.
[0030]
As the radiation cut member used in the present invention, a gas straightening cylinder 11 arranged so as to surround the single crystal 3 grown above the raw material melt 4 contained in the crucible or a diameter reduced from the upper part to the lower part. It is preferable to use a heat shield screen 13 having such a shape as described above, and it is more preferable to use a heat shield member 12 attached to them. The radiation cut member protects the crystal to be grown from radiation from the heater 7 and the raw material melt 4, and cools the crystal to increase the crystal growth rate. Is highly effective. Further, by using the heat shielding member 12 for them, the effect of cooling the crystal is further enhanced.
[0031]
In addition, a silicon wafer cut from a silicon single crystal manufactured according to the present invention has a grown-in crystal defect on which a grown-in crystal defect is not so serious because an epitaxial layer is stacked thereon, or a grown-in crystal defect. Since the SOI layer is formed through an insensitive substrate for a semiconductor device or an oxide film, it is useful as a support substrate for an SOI wafer where a grown-in crystal defect hardly causes a problem. In particular, by setting the crystal diameter Dmm of the silicon single crystal to 300 mm (12 inches) or more, the cost of the device process can be reduced.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
(Example 1)
A 12 inch diameter crystal was grown using an HZ equipped with a 800 mm (32 inch) diameter crucible whose schematic diagram is shown in FIG. Crystals having a straight body length of about 120 cm were grown while setting a charge amount of the Si raw material charged into the crucible to 320 Kg and applying a transverse magnetic field having a central magnetic field strength of 4000 G.
[0033]
At this time, the distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface was 50 mm, and the diameter D of the crystal actually grown was 306 mm. D / 8 mm is 306/8 = 38.25 mm, and the distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface is at least 8 of the crystal diameter (L ≒ D / 6. 1> D / 8).
[0034]
In addition, pulling was performed at a growth rate of 0.8 mm / min, which is high enough to prevent crystal deformation. This growth rate is greater than 150 / D = 150/306 = 0.49 mm / min.
[0035]
Crystals were grown under the above conditions. When the crystal was dislocated, the crystal was melted, the crystal was grown again, and this was repeated until a crystal of 120 cm could be grown. As a result, three dislocations occurred before a crystal having a size of 120 cm was obtained, but crystals without dislocations could be pulled up for the fourth time.
[0036]
From the obtained crystal, a wafer-like sample was sampled about every 30 cm, and the OSF and the FPD were inspected. In the OSF inspection, a wafer-like sample is subjected to wet oxidation at 1150 ° C. for 100 minutes, and then selectively etched with a mixed acid solution of hydrofluoric acid, nitric acid, acetic acid, and water, and the wafer is condensed. The observation was performed under a light and with a microscope. As a result, no OSF was observed. On the other hand, the FPD inspection is to selectively etch a wafer-like sample with a mixture of K 2 Cr 2 O 7 , hydrofluoric acid and water without stirring, and observe a FPD defect observed as a ripple pattern with a microscope. I went in. As a result, FPD defects were observed on the entire surface of the wafer. From the above, it was confirmed that the grown crystal was a V-rich region.
[0037]
(Example 2)
As in Example 1, a crystal having a diameter of 12 inches was grown using HZ equipped with a 32-inch crucible schematically shown in FIG. Crystals having a straight body length of about 120 cm were grown while setting a charge amount of the Si raw material charged into the crucible to 320 Kg and applying a transverse magnetic field having a central magnetic field strength of 4000 G.
[0038]
At this time, the distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface was 70 mm, and the diameter D of the crystal actually grown was 306 mm. The distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface is larger than D / 8 mm (L ≒ D / 4.4> D / 8).
[0039]
In addition, the growth rate was set to 0.65 mm / min, which is high enough to prevent crystal deformation. This growth rate is greater than 150 / Dmm / min.
[0040]
Crystals were grown under the above conditions. When the crystal was dislocated, the crystal was melted, the crystal was grown again, and this was repeated until a crystal of 120 cm could be grown. As a result, dislocations occurred only once before a crystal of 120 cm was obtained, and crystals without dislocations could be pulled up for the second time.
[0041]
From the obtained crystals, wafer-like samples were sampled about every 30 cm, and the same OSF and FPD inspection as in Example 1 was performed. As a result, no OSF was observed. On the other hand, FPD defects were observed on the entire surface of the wafer. From the above, it was confirmed that the grown crystal was a V-rich region.
[0042]
(Example 3)
As in Example 1, a crystal having a diameter of 12 inches was grown using HZ equipped with a 32-inch crucible schematically shown in FIG. Crystals having a straight body length of about 120 cm were grown while setting a charge amount of the Si raw material charged into the crucible to 320 Kg and applying a transverse magnetic field having a central magnetic field strength of 4000 G.
[0043]
At this time, the distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface was also set to 50 mm, the same as in Example 1, and the diameter D of the crystal actually grown was set to 306 mm. The distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface is larger than D / 8 mm (L ≒ D / 6.1> D / 8).
[0044]
Further, the growth rate was set to 0.40 mm / min, which was lower than that in Example 1. This growth rate is less than 150 / Dmm / min.
[0045]
Crystals were grown under these conditions. When the crystal was dislocated, the crystal was melted, the crystal was grown again, and this was repeated until a crystal of 120 cm could be grown. As a result, dislocations occurred twice before a crystal of 120 cm was obtained, but crystals without dislocations could be pulled up for the third time.
[0046]
From the obtained crystals, wafer-like samples were sampled about every 30 cm, and the same OSF and FPD inspection as in Example 1 was performed. As a result, an OSF ring was observed inside the wafer. On the other hand, no FPD defect was observed outside the position of the OSF ring. From the above, it was confirmed that the grown crystal was not in the V-rich region.
[0047]
(Comparative Example 1)
A 12 inch diameter crystal was grown using HZ equipped with a 32 inch crucible whose schematic diagram is shown in FIG. Crystals having a straight body length of about 120 cm were grown while setting a charge amount of the Si raw material charged into the crucible to 320 Kg and applying a transverse magnetic field having a central magnetic field strength of 4000 G.
[0048]
At this time, the distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface was reduced to 30 mm, and the diameter D of the crystal actually grown was 306 mm. The distance L between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface is smaller than D / 8 mm (L ≒ D / 10.2 <D / 8).
[0049]
Further, even when L = 30 mm, a V-rich region was obtained, and pulling was performed at 0.8 mm / min, which is the same as in Example 1. This growth rate is greater than 150 / D = 150/306 = 0.49 mm / min.
[0050]
Crystals were grown under these conditions. When the crystal was dislocated, the crystal was melted, the crystal was grown again, and this was repeated until a crystal of 120 cm could be grown. As a result, dislocations occurred six times before a crystal of 120 cm was obtained, and crystals without dislocations could be pulled up at the seventh time. Since the number of dislocations was large and it took time to re-melt the dislocation crystals, the production per hour was significantly lower than that of the examples. Therefore, the number of dislocations is desirably suppressed to five or less.
[0051]
From the obtained crystals, wafer-like samples were sampled about every 30 cm, and the same OSF and FPD inspection as in Example 1 was performed. As a result, no OSF was observed. On the other hand, FPD defects were observed on the entire surface of the wafer. From the above, it was confirmed that the grown crystal was a V-rich region.
[0052]
Further, 10 crystals were grown under each condition of Comparative Example 1, Examples 1 and 2 in which the crystal to be grown was a V-rich region, and the medium amount was evaluated. Table 1 and FIG. 4 show a comparison of the number of occurrences of dislocations per crystal and the productivity. The productivity was standardized by the productivity under the conditions of Comparative Example 1.
[0053]
[Table 1]
Figure 2004002064
[0054]
As a result, when only the growth rate is considered, the condition of Comparative Example 1 = the condition of Example 1> the condition of Example 2 is satisfied. It can be seen that in terms of total productivity, the conditions of Example 1 and Example 2 in which the number of dislocations is suppressed to 5 or less achieve more efficient productivity.
[0055]
The conditions other than the conditions related to the distance L between the lower end portion of the radiation cut member and the silicon melt surface and the crystal growth rate, such as the crucible rotation speed, were unified. For example, if other conditions are changed, the number of dislocations may change relatively. Therefore, the number of dislocations described above is a relative number, and is not absolute.
[0056]
Further, the present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device having the same operation and effect can be realized by the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0057]
For example, in the embodiments of the present invention, the MCZ method in which a magnetic field is mainly applied at the time of pulling a silicon single crystal has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a normal Czochralski method in which no magnetic field is applied. it can. The term Czochralski method used in the present specification includes both ordinary Czochralski method and MCZ method.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a large-diameter silicon single crystal used for a substrate or the like for epitaxial growth is grown at a high speed in the V-rich region, the lower end portion of the radiation cut member and the silicon melt surface are separated. By setting the distance to D / 8 mm or more, the number of dislocations can be reduced. As a result, the operation time can be shortened, and the total production efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single crystal manufacturing apparatus (L ≧ D / 8) used in the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a single crystal manufacturing apparatus (L ≧ D / 8) using a heat shielding screen.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a single crystal manufacturing apparatus (L <D / 8).
FIG. 4 is a diagram comparing the number of dislocations and the productivity by changing the distance between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main chamber, 2 ... Pulling chamber, 3 ... Single crystal, 4 ... Raw material melt, 5 ... Quartz crucible, 6 ... Graphite crucible, 7 ... Heater, 8 ... Heat insulation member, 9 ... Gas outlet, 10 ... Gas Inlet, 11: gas straightening tube, 12: heat shield member, 13: heat shield screen, 14: silicon melt surface, D: crystal diameter, L: distance between the lower end of the radiation cut member and the silicon melt surface.

Claims (7)

チョクラルスキー法により結晶を育成する方法において、結晶を囲繞するように配置され輻射をカットして結晶を冷却する輻射カット部材を用い、結晶直径Dmmのシリコン単結晶を育成する際に、前記輻射カット部材の下端部とシリコン融液面との距離をD/8mm以上として結晶を育成することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。In the method of growing a crystal by the Czochralski method, the method uses a radiation cut member that is arranged so as to surround the crystal and cuts radiation to cool the crystal. A method for producing a silicon single crystal, wherein a crystal is grown with a distance between a lower end portion of a cut member and a silicon melt surface being D / 8 mm or more. 前記育成する結晶の成長速度を150/Dmm/min以上とすることを特徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶の製造方法。2. The method for producing a silicon single crystal according to claim 1, wherein the growth rate of the grown crystal is 150 / Dmm / min or more. 前記育成するシリコン単結晶を、OSF領域よりも成長速度が高速側のV−rich領域の結晶を育成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシリコン単結晶の製造方法。The method for producing a silicon single crystal according to claim 1, wherein the growing silicon single crystal is a crystal in a V-rich region having a higher growth rate than an OSF region. 前記輻射カット部材を、ガス整流筒又は遮熱スクリーンとすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。The method for producing a silicon single crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation cut member is a gas rectifying cylinder or a heat shield screen. 前記育成するシリコン単結晶の結晶直径Dmmを、300mm(12インチ)以上とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。The method for producing a silicon single crystal according to any one of claims 1 to 4, wherein a crystal diameter Dmm of the silicon single crystal to be grown is 300 mm (12 inches) or more. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の方法で製造されたシリコン単結晶。A silicon single crystal manufactured by the method according to claim 1. 請求項6に記載のシリコン単結晶から切り出されたシリコンウェーハ。A silicon wafer cut from the silicon single crystal according to claim 6.
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