[發(fā)明專利]再裝填管及單晶的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880043909.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN110869541A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 小林拓生;松本克;三田村伸晃;園川將;上杉敏治
• 申請（專利權）人: 信越半導體株式會社
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;謝順星

本發(fā)明是一種再裝填管，其具備收納原料的圓筒部件、以及對該圓筒部件的下部的開口部進行開閉的圓錐狀的閥門，其特征在于，所述圓筒部件在內(nèi)周面的下端部具有下部圓錐口部且在比所述下端部的所述下部圓錐口部更靠近上方處具有上部圓錐口部，其中，所述下部圓錐口部是內(nèi)徑朝向下方變小的圓錐狀的開口部，所述上部圓錐口部是內(nèi)徑朝向下方變小的圓錐狀的開口部，所述閥門位于所述下部圓錐口部與所述上部圓錐口部之間。由此，能夠簡單地進行向單晶制造裝置內(nèi)的導入、從單晶制造裝置的取出，并能夠直接向坩堝內(nèi)的熔液面投入塊狀、粒狀等固體形狀的原料，而且，通過使從熔液飛濺的飛濺液體僅附著于再裝填管、石英坩堝，從而能夠保護單晶制造裝置，且提供一種廉價的再裝填管。

技術領域

本發(fā)明涉及一種再裝填管及單晶的制造方法。

背景技術

作為半導體集成電路的基板使用的單晶硅晶圓通過例如切克勞斯基(CZ)法提拉單晶硅來制造。在CZ法中，首先，向石英坩堝內(nèi)填充作為原料的多晶硅(多晶原料)，并對保持石英坩堝的石墨坩堝用位于其外周的圓筒狀的石墨加熱器加熱，來熔融多晶硅。接著，當將晶種浸入硅熔液而形成拉絲部(日文：絞り部)并進行無位錯化后，使單晶硅生長到所需的直徑和長度。在該CZ法中，為了降低單晶硅的制造成本，而公知有一種為了供給隨著單晶硅提拉而產(chǎn)生的、坩堝內(nèi)的硅熔液相應減少的部分，設置供給管并根據(jù)熔液減少量向坩堝內(nèi)供給粒狀的多晶原料(以下稱為粒狀原料)的方法。

作為該方法之一，有一種向單晶硅生長中的坩堝內(nèi)的熔液面連續(xù)供給粒狀原料并且使單晶生長的、所謂的連續(xù)裝填(CCCZ：Continuous Charging CZ)法，在理論上使單晶的制造成品率顯著提高，并能夠大幅度降低其制造成本。但是，在該方法中，必須逐漸少量并緩慢地供給與單晶硅生長量(通常是0.3g/秒～1.0g/秒程度)相同量的粒狀原料，當向坩堝內(nèi)供給時，多數(shù)會引起熔液飛濺、或者引起熔液表面振動等干擾。因此，由于在單晶硅生長途中單晶硅有位錯化而不能繼續(xù)進行單晶硅的生長，現(xiàn)實中屢次產(chǎn)生不能降低制造成本的情況。

為了防止這種情況，而限定供給管的前端并在一定程度上抑制供給速度。由此，會發(fā)生限制供給速度且粒狀原料的供給時間變得過長的不良情況。而且，在為了防止由于連續(xù)供給粒狀原料而阻礙單晶硅的生長，使用了雙重結構的坩堝的情況下，存在由于單晶硅的界面接近內(nèi)側坩堝因此結構變得復雜從而坩堝的成本增加的問題，除此之外，還存在無法低氧化的缺點。

另外，作為利用現(xiàn)有的分批式進行原料追加的情況下的降低制造成本的方法，而公知有多槽(或者再裝填提拉(RCCZ))法(例如參照非專利文獻1)。在該方法中，當提拉具有滿足電阻率標準的范圍的摻雜劑濃度的單晶硅后，懸掛與提拉重量相應分量的棒(桿)狀多晶原料(以下稱為桿狀原料)，并一邊浸入殘余在石英坩堝內(nèi)的硅熔液中一邊逐漸地使其熔融進行追加填充，通過再次重復同樣的單晶硅的提拉，而能夠從只能使用一次的石英坩堝中制造多根單晶硅而提高制造成品率，并且降低石英坩堝的成本。但是，在RCCZ法中，存在桿狀原料的熔融耗費時間、石英坩堝的熔解嚴重、重金屬濃縮等缺點，從生長高純度單晶硅的觀點出發(fā)，由于在熔液中積存雜質(zhì)，因此提拉次數(shù)受到限制。

根據(jù)以上那樣的狀況，由于原料供給時間越短，單晶硅的制造時間越縮短，而能夠提高單晶硅的生產(chǎn)率，因此在不對石英坩堝造成損傷的范圍內(nèi)，原料供給速度越快越好。因此，更優(yōu)選專利文獻1等所示那樣的、使用了塊狀多晶原料(以下稱為塊(日文：ナゲット)原料)的再裝填管等原料供給裝置進行的再裝填方法。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4103593號公報

專利文獻2：日本專利公開2005-001977號公報

專利文獻3：日本專利公開2010-083685號公報

專利文獻4：日本專利公開2010-006657號公報

非專利文獻