[發明專利]硅熔液的對流圖案控制方法、單晶硅的制造方法及單晶硅的提拉裝置

有效

• 申請號: 201980015987.5
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN111918987B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 坂本英城;杉村涉;橫山龍介;松島直輝
• 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: 劉茜璐;閆小龍

一種對流圖案控制方法，其具備使用加熱部（17）加熱石英坩堝（3A）內的硅熔液（9）的工序以及對旋轉中的石英坩堝（3A）內的硅熔液（9）施加水平磁場的工序，在加熱硅熔液（9）的工序中，使用兩側的加熱能力不同的加熱部（17）進行加熱，所述兩側在從鉛垂上方觀察石英坩堝（3A）時，夾住通過石英坩堝（3A）的中心軸（3C）且與水平磁場中心的磁力線（14C）平行的假想線（9C），在施加水平磁場的工序中，通過施加0.2T以上的水平磁場，將與硅熔液（9）內的水平磁場的施加方向正交的平面中的對流方向固定為一方向。

技術領域

本發明涉及一種硅熔液的對流圖案控制方法、單晶硅的制造方法及單晶硅的提拉裝置。

背景技術

單晶硅的制造中使用被稱為提拉法（以下，稱作CZ法）的方法。在使用這種CZ法的制造方法中，為了提高單晶硅的品質而進行各種研究（例如，參考專利文獻1、2）。

專利文獻1中公開了通過一邊以使硅熔液的溫度在單晶硅的半徑方向上成為均勻的方式進行控制，一邊提拉單晶硅，能夠抑制點缺陷的內容。

專利文獻2中公開了當提拉單晶硅時，使單晶硅的旋轉軸與坩堝的旋轉軸不一致，即，在硅熔液的凝固前沿區域內，產生與旋轉對稱不同的溫度分布，由此能夠減小單晶硅半徑方向的雜質濃度或摻雜劑濃度的變化率的內容。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-143582號公報

專利文獻2：日本特開2004-196655號公報。

發明內容

發明所要解決的技術問題

對單晶硅，除了所述品質之外，還要求氧濃度進入規定范圍，但有時即使使用如專利文獻1、2的方法，每一單晶硅的氧濃度也不均勻。

本發明的目的在于提供一種能夠抑制每一單晶硅的氧濃度不均的硅熔液的對流圖案控制方法、單晶硅的制造方法及單晶硅的提拉裝置。

用于解決技術問題的方案

本發明的硅熔液的對流圖案控制方法是在單晶硅的制造中使用的硅熔液的對流圖案控制方法，所述硅熔液的對流圖案控制方法的特征在于具備：在無磁場狀態下使用加熱部加熱石英坩堝內的硅熔液的工序；以及對旋轉中的所述石英坩堝內的所述硅熔液施加水平磁場的工序，加熱所述硅熔液的工序中，使用兩側的加熱能力不同的加熱部進行加熱，所述兩側在從鉛垂上方觀察所述石英坩堝時，夾住通過所述石英坩堝的中心軸且與所述水平磁場中心的磁力線平行的假想線，施加所述水平磁場的工序中，通過施加0.2T以上的所述水平磁場，將與所述硅熔液內的所述水平磁場的施加方向正交的平面中的對流方向固定為一方向。

在未施加水平磁場的狀態下，在旋轉中的石英坩堝內的硅熔液中，產生從該硅熔液的外側部分上升在中央部分下降的下降流。當產生硅熔液時，在以硅熔液的表面中心為原點、以鉛垂上方為Z軸的正方向、以水平磁場的施加方向為Y軸的正方向的右手系的XYZ正交坐標系中，在從Z軸的正方向側觀察時，相對于與Y軸重疊的假想線，在X軸的正方向側的加熱溫度比負方向側低的情況下，X軸的負方向側的上升流變得比正方向側的上升流強，在加熱溫度低的一側，即在X軸的正方向側產生下降流。在該狀態下，若以通過石英坩堝的中心軸的方式對硅熔液施加0.2T以上的水平磁場，則X軸的正方向側的上升流消失，只剩下負方向側的上升流。其結果，從Y軸的負方向側觀察時的與硅熔液內的水平磁場的施加方向正交的平面（以下，稱作“磁場正交截面”）中，在硅熔液內的施加方向的任意位置中都產生右旋轉的對流。

另一方面，當X軸的正方向側的加熱溫度比負方向側高時，產生左旋轉的對流。

從石英坩堝熔出的氧氣，通過硅熔液的對流被運輸至生長中的固液界面，從而被吸入到單晶硅中。