[發明專利]單晶硅的制造方法

有效

• 申請號: 201780037723.0
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN109415841B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 鳴嶋康人;久保田利通
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B15/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭煜;楊戩

本發明提供一種單晶硅的制造方法。所述單晶硅的制造方法具備形成單晶硅的肩部的肩部形成工序和形成單晶硅的直體部的直體部形成工序，在肩部形成工序中，以下加熱部的加熱量除以上加熱部的加熱量的加熱比從1以上的規定的值變大的方式對坩堝進行加熱而形成肩部。

技術領域

本發明涉及一種單晶硅的制造方法。

背景技術

近年來，要求低電阻率的單晶硅。作為這種單晶硅的制造方法，有以高濃度添加n型摻雜劑的方法，但有可能阻礙單晶化，正在進行抑制該不良情況的研究(例如，參考專利文獻1)。

在專利文獻1中公開有如下：若大量添加摻雜劑，則凝固點降低度變得非常大而產生組成過冷現象，若該組成過冷嚴重，則在晶體生長界面開始進行與硅生長面不同的異常生長(Cell生長)，因該異常生長而單晶化受阻。

在專利文獻1的制造方法中，鑒于無法直接測定硅熔液內的溫度梯度這一點，以代替此而使用的單晶硅側的溫度梯度、硅熔液中的摻雜劑濃度、提拉速度及與摻雜劑的種類相對應的系數滿足規定的關系的方式制造單晶硅。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-297167號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，在制造單晶硅時，有時在晶體生長快的階段發生位錯化而單晶化受阻，即使利用專利文獻1的方法，也有可能無法抑制該不良情況。

本發明的目的在于提供一種能夠制造品質穩定的單晶硅的單晶硅的制造方法。

用于解決技術問題的方案

本發明人反復進行了深入研究，其結果得到了以下見解。

位錯化的單晶硅中，在肩部表面發生了異常生長。對該異常生長的發生原因進行了研究，其結果得知組成過冷現象為原因。得知組成過冷現象是在將固液界面下方的摻雜劑添加熔液(添加了摻雜劑的硅熔液)的溫度梯度設為G_L(K/mm)、單晶硅的提拉速度設為V(mm/min)、凝固點降低度設為m(K·cm³/atoms)、摻雜劑添加熔液中的摻雜劑濃度設為C₀(atoms/cm³)、擴散系數設為D(cm²/sec)、偏析系數設為k₀、且滿足如下式(1)時發生。

[數式1]

式(1)的因子中，制造單晶硅時能夠控制的是溫度梯度G_L、提拉速度V、摻雜劑濃度C₀。因此，著眼于溫度梯度G_L進行了研究，其結果發現了在形成肩部時通過使坩堝的下部的加熱量多于上部的加熱量，可抑制異常生長。可抑制該異常生長的機制推測如下。

在摻雜劑添加熔液表面上，基于吹掃氣體的排熱或由摻雜劑蒸發產生的氣化熱等溫度變得不穩定的要素較多。如圖1所示，認為若摻雜劑添加熔液MD的表面溫度變得不穩定，該液溫不穩定的熔液如箭頭F所示那樣進入固液界面，則因液溫變動而晶體生長變得不穩定，會發生異常生長。

因此，若使坩堝22的下部的加熱量多于上部的加熱量，則從坩堝22的底部上升而到達固液界面下方時，朝向坩堝22的外側流動的對流H變得活躍。即，溫度梯度G_L變大。推測該對流H沿與箭頭F相反的方向流動，因此可抑制液溫不穩定的熔液進入固液界面，其結果，從底部上升的液溫比較穩定的熔液流入固液界面，可抑制異常生長。

本發明是根據如上所述的見解而完成的。