[發明專利]單晶硅的制造方法、整流部件及單晶提拉裝置

有效

• 申請號: 201780087254.3
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN110573661B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 小川福生;鳴嶋康人;前川浩一;川上泰史
• 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
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊戩

在本發明的單晶硅的制造方法中，在熱屏蔽體(28)的下方配置具備包圍單晶硅(SM)的圓環板狀主體部(29A)的整流部件，在單晶硅(SM)的培育中，將腔室內部的壓力控制為20kPa以上，保持使整流部件與摻雜劑添加熔液(MD)隔開的狀態，將不活潑氣體(G)導入到單晶硅(SM)與熱屏蔽體(28)之間，將不活潑氣體(G)分離為第1流通氣體(G1)和第2流通氣體(G2)。

技術領域

本發明涉及一種單晶硅的制造方法、整流部件及單晶提拉裝置。

背景技術

以往，已知有一種利用提拉(CZ)法制造單晶硅的方法(例如參考專利文獻1)。

專利文獻1的單晶提拉裝置具備：管狀體，在同軸上包圍單晶硅；及氣體整流部件，設置于該管狀體的下端，并具有朝下方擴展的截頭圓錐狀表面。在管狀體與氣體整流部件的結合部附近設置有開口部。氣體整流部件的內徑設成比管狀體的內徑小。

在將銻(Sb)作為摻雜劑而制造單晶硅時，在100mbar(約10kPa)的減壓下，使朝下方的不活潑氣體的大部分從開口部沿氣體整流部件的截頭圓錐狀表面流動，減少經由管狀體內部而到達熔體表面的晶體固化部附近的不活潑氣體，由此抑制SiO或Sb₂O₃的蒸發，提高晶體硅中的氧濃度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平5-238883號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

在專利文獻1的方法中，摻雜劑蒸發的減少效果并不充分。

本發明的目的在于提供一種能夠減少摻雜劑的蒸發的單晶硅的制造方法、整流部件及單晶提拉裝置。

用于解決技術問題的方案

本發明的單晶硅的制造方法使用了單晶提拉裝置，該單晶提拉裝置具備：坩堝；坩堝驅動部，使所述坩堝升降及旋轉；加熱部，加熱所述坩堝而生成在硅熔液中添加有摻雜劑的摻雜劑添加熔液；提拉部，在使籽晶與所述摻雜劑添加熔液接觸之后進行提拉，由此培育單晶硅；筒狀熱屏蔽體，在所述坩堝的上方以包圍所述單晶硅的方式設置；腔室，容納所述坩堝、所述加熱部及所述熱屏蔽體；及導入部，設置于所述腔室的上部，并將不活潑氣體導入到所述腔室內部，所述單晶硅的制造方法的特征在于，在所述熱屏蔽體的下方配置具備包圍所述單晶硅的圓環板狀主體部的整流部件，在所述單晶硅的培育中，將所述腔室內部的壓力控制為20kPa以上，并且在保持使所述整流部件與所述摻雜劑添加熔液隔開的狀態的同時，從上方將所述不活潑氣體導入到所述單晶硅與所述熱屏蔽體之間，將該不活潑氣體分離為：第1流通氣體，沿所述熱屏蔽體與所述整流部件之間的第1流路而遠離所述單晶硅；及第2流通氣體，沿所述整流部件與所述摻雜劑添加熔液表面之間的第2流路而遠離所述單晶硅。

根據本發明，將腔室內部的壓力控制成比以往更高的壓力即20kPa以上，由此在腔室內部揮發的摻雜劑的分壓下降，并能夠減少摻雜劑從摻雜劑添加熔液表面蒸發。并且，通過整流部件將不活潑氣體分離為在熱屏蔽體與整流部件之間流動的第1流通氣體、及在整流部件與摻雜劑添加熔液表面之間流動的第2流通氣體，由此第2流通氣體的流量減少，因此能夠減少摻雜劑從摻雜劑添加熔液表面蒸發。

本發明的單晶硅的制造方法優選配置所述主體部的內徑比所述熱屏蔽體的下端的內徑更小的所述整流部件，從而形成位于所述主體部的比所述熱屏蔽體的下端更靠內側的位置的氣體接收部，并將所述不活潑氣體分離為：所述第1流通氣體，沿所述氣體接收部的上表面被引導到所述第1流路；及所述第2流通氣體，通過比所述氣體接收部更靠所述單晶硅側并被引導到所述第2流路。

根據本發明，通過形成位于主體部的比熱屏蔽體的下端更靠內側的位置的氣體接收部，能夠增加第1流通氣體的流量。其結果，減少第2流通氣體的流量，因此能夠進一步減少摻雜劑從摻雜劑添加熔液表面蒸發。