[發明專利]單晶的制造方法

有效

• 申請號: 201280051969.0
• 申請日: 2012-10-02
• 公開（公告）號: CN103890241A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 巖崎淳
• 申請（專利權）人: 信越半導體株式會社
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健

技術領域

本發明涉及利用切克勞斯基法(以下，稱為CZ法)制造單晶的方法。背景技術

例如，作為單晶硅的制造方法之一，通過在坩堝內熔化多晶硅原料，并使晶種與其熔液面接觸并提拉該晶種而培養單晶的CZ法廣為人知。

在通過CZ法的單晶的制造中，已知容納成為熔液的原料多晶體及其熔液的石英坩堝的金屬雜質影響所制造的單晶的缺陷密度。例如，在專利文獻1中，使用合成層的雜質含量(Al、Fe、Ni、Cr等)較少的合成石英坩堝，制造微小缺陷為3個/cm²以下的單晶。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平5－58770號公報

發明內容

發明所要解決的問題

而且，在制造單晶時，由于包含在爐內的石墨配件中的雜質影響單晶的純度，因而爐內的石墨配件一般使用超高純度石墨材料或高純度石墨材料等。就這些金屬雜質濃度(Fe、Al、Ni、Cr等)的規格而言，超高純度石墨材料為0.3ppm(300ppb)左右，高純度石墨材料為0.5ppm(500ppb)左右。

過去，若是滿足這些基準的石墨材料，則不存在石墨材料的雜質影響單晶的情況。但近年來，由于使結晶以低速生長的低缺陷結晶的多次提拉(通過再填充原料，從一個坩堝提拉多根單晶的方法)等，制造單晶的制造時間變長至過去的2～3倍，包含在石墨材料中的雜質中，尤其是石墨、石英、以及硅中的擴散系數較大的雜質從石墨材料向外擴散，其后，擴散并通過容納熔液的石英坩堝，并混入熔液中，進而在單晶中偏析，而影響單晶的結晶質量。

而且，在石墨材料中的雜質擴散而混入單晶中的情況下，導致發生該單晶的LT(Life?Time，壽命)縮短和LPD(Light?Point?Defect，光點缺陷)異常等。

這里，LT是指由光衰減法所測定的、半導體結晶中的少數載流子由光所激發而移動的時間，金屬雜質濃度越高則LT值就越低。。而且，就LPD而言，在從單晶得到的晶片上形成外延層，若以粒子計數器測定該外延層表面，則觀察到0.09μm以上的結晶缺陷，這種以使用了激光的晶片表面檢查裝置觀察到的亮點缺陷的總稱稱之為LPD。

本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種在通過CZ法的單晶的制造中，能夠制造出不會發生LT縮短和LPD異常等的單晶的方法。

用于解決問題的方案

為了達到上述目的，本發明提供一種單晶的制造方法，該方法通過CZ法制造單晶，該單晶的制造方法其特征在于，對于在制造單晶的爐內所使用的至少一個石墨配件的Ni濃度進行分析，并使用該所分析的Ni濃度為30ppb以下的石墨配件而制造上述單晶。

通過使用這樣分析的Ni濃度為30ppb以下的石墨配件，能夠以高生產率制造不會發生LT縮短和LPD異常等的高質量的單晶。

此時，最好將上述石墨配件設為，與石英坩堝直接接觸的石墨配件和通過該直接接觸的石墨配件而與上述石英坩堝間接接觸的石墨配件中的至少一個。

通過使這種石墨配件的Ni濃度為30ppb以下，能夠有效地防止Ni向石英坩堝內的熔液的擴散，能夠更加有效地防止單晶的LT縮短和LPD異常等。

此時，最好將上述石墨配件設為石墨坩堝。

這樣，由于石墨坩堝與容納熔液的石英坩堝直接接觸，因而通過使Ni濃度為30ppb以下，就能更加有效地防止單晶的LT縮短和LPD異常等。

此時，最好將上述石墨配件進一步設為坩堝托盤和基座的至少一個。

進而，通過使這種石墨配件的Ni濃度為30ppb以下，能夠可靠地防止所制造的單晶的LT縮短和LPD異常等。

此時，最好將上述分析Ni濃度的方法設為，對于經等離子體灰化并經酸溶解的上述石墨配件的石墨材料進行分析的高靈敏度分析方法。

若是這種高靈敏度分析方法，則對于石墨配件的石墨材料的30ppb以下的Ni濃度也能夠定量分析，因而能夠可靠地防止所制造的單晶的LT縮短和LPD異常等。

發明效果

如上所述，根據本發明，能夠以高成品率制造不會發生LT縮短和LPD異常等的高質量的單晶。

附圖說明

圖1是表示能夠用于本發明的制造方法的單晶制造裝置的一例的概略圖。

具體實施方式

本發明人關于在利用CZ法制造的單晶所發生的LT縮短和LPD異常等問題，著眼于過去認為只要使用高純度物品就不會成為問題發生原因的石墨配件，并如下進行了分析研究。