單晶的制造方法及制造裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及單晶的制造方法及制造裝置，特別地設及基于采用氣體滲雜法的FZ法 的單晶的制造方法及制造裝置。
【背景技術】
[0002] FZ法作為培養(yǎng)娃等單晶的方法之一而為人所知。在FZ法中，將多晶的原料棒的一 部分加熱而制作烙融區(qū)域，將分別位于烙融區(qū)域的上方及下方的原料棒及單晶慢慢拉下， 由此，使單晶逐漸生長。FZ法中因為不使用支撐烙融液的相蝸，所W單晶的品質不受相蝸的 影響，可W培養(yǎng)比CZ法更高品質的單晶。
[0003] 氣體滲雜法作為控制FZ法中的單晶的電阻率下簡稱為電阻率）的方法而為人 所知（參照專利文獻1~3)。氣體滲雜法是通過向烙融區(qū)域供給包含滲雜劑的氣體(滲雜氣 體)來培養(yǎng)具有所希望的電阻率的單晶的方法，作為滲雜氣體采用基于Ar的B2也氣體和基于 Ar的P也氣體。
[0004] 現(xiàn)有技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本特開2005-306653號公報 專利文獻2:日本特開平5-286792號公報 專利文獻3:日本特開2011-181585號公報。

【發(fā)明內容】

[000引發(fā)明要解決的課題 氣體滲雜法中，在質量流量控制單元預先設定規(guī)定的氣體流量(雖根據(jù)賦予單晶的電 阻率而異，不過通常多設定為5~lOOOcc/分鐘的氣體流量），通過在單晶培養(yǎng)中的規(guī)定的時 機打開氣體管路上的閥口來開始滲雜氣體的供給，滲雜氣體的流量是由質量流量控制器控 制為規(guī)定的氣體流量的。
[0006] 然而，采用質量流量控制器的W往的氣體滲雜法中，有著在滲雜氣體的噴射剛開 始后就產(chǎn)生單晶的有位錯化的問題。
[0007] 因此，本發(fā)明的目的在于，在基于采用氣體滲雜方法的FZ法的單晶的制造方法及 制造裝置中，防止在滲雜氣體的噴射剛開始后就產(chǎn)生的單晶的有位錯化。
[0008] 用W解決課題的手段 本申請發(fā)明人為了解決上述課題而反復進行專屯、研究，結果發(fā)現(xiàn):在滲雜氣體的流動 開始時，與質量流量控制器的流量設定值無關地、在極短時間內流出過大流量的滲雜氣體， 因此產(chǎn)生了有位錯化;從而得W完成本發(fā)明。雖然有位錯化的產(chǎn)生機理尚不明確，不過據(jù)推 測是由于：因過大流量的噴射導致的氣壓，烙融區(qū)域的表面動搖、結晶化變得不穩(wěn)定;或者 是由于:塵埃或垃圾與滲雜氣體一起噴射。
[0009] 本發(fā)明是基于運樣的技術上的見解的發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的單晶的制造方法，其為 基于使用了邊向烙融區(qū)域噴射滲雜氣體邊進行單晶的培養(yǎng)的氣體滲雜法的FZ法的單晶的 制造方法，其特征在于，對所述滲雜氣體的流量進行控制，在所述滲雜氣體的噴射開始時， 將所述流量設為第1流量，隨著時間的經(jīng)過使所述流量逐漸增加，在自所述噴射開始時經(jīng)過 一定時間后，將所述流量設為比所述第1流量還大的第2流量。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，可W防止在滲雜氣體的噴射開始時與流量設定值無關地、在極短時 間內供給過大的流量的滲雜氣體。從而，可W防止單晶的有位錯化。
[0011] 本發(fā)明中，優(yōu)選所述第1流量為Occ/分鐘，所述第2流量為用W賦予所述單晶一定 的電阻率的規(guī)定流量。另外，自所述第1流量變化到所述第2流量時的所述一定時間優(yōu)選為2 秒W上7000秒W下，更優(yōu)選為40秒W上7000秒W下。據(jù)此，可W可靠地防止單晶的有位錯 化。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的單晶的制造方法，包含邊使所述單晶的直徑逐漸增大邊進行培養(yǎng)的 錐形部培養(yǎng)工序和使所述單晶的直徑維持固定的同時進行培養(yǎng)的直筒部培養(yǎng)工序，所述滲 雜氣體的噴射開始時優(yōu)選在所述錐形部培養(yǎng)工序中。據(jù)此，可W在可靠地防止單晶的有位 錯化的同時，可靠地培養(yǎng)具有所希望的電阻率及電阻率分布的單晶的直筒部。
[0013] 另外，根據(jù)本發(fā)明的單晶制造裝置，其為基于使用了邊向烙融區(qū)域噴射滲雜氣體 邊進行單晶的培養(yǎng)的氣體滲雜法的FZ法的單晶制造裝置，其特征在于，具備可升降地支撐 原料的上軸，可升降地支撐單晶的下軸，對原料進行加熱來形成所述烙融區(qū)域的感應加熱 線圈，向所述烙融區(qū)域噴射滲雜氣體的氣體滲雜裝置和對供給到所述氣體滲雜裝置的所述 滲雜氣體的流量進行控制的質量流量控制器，所述質量流量控制器中，在所述滲雜氣體的 噴射開始時，將所述流量設為第1流量，隨著時間的經(jīng)過使所述流量逐漸增加，在自所述噴 射開始時經(jīng)過一定時間后，將所述流量設為比所述第1流量還大的第2流量。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，可W防止基于W下原因的單晶的有位錯化:在滲雜氣體的噴射開始 時，與對質量流量控制器的流量設定值無關地、在極短時間內供給過大的流量的滲雜氣體。 [001引發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，在基于采用了氣體滲雜法的FZ法的單晶的制造方法及制造裝置中，可W 防止在滲雜氣體的噴射剛開始后就產(chǎn)生的單晶的有位錯化。
【附圖說明】
[0016] 圖1是示意性地表示基于本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的FZ單晶制造裝置的構成的截面 圖。
[0017] 圖2是示意性地表示基于FZ法的單晶制造工序的流程圖。
[0018] 圖3是表示單晶錠的形狀的簡略側視圖。
[0019] 圖4是表示滲雜氣體的流量控制的一個例子的程序圖。
【具體實施方式】
[0020] W下，在參照附圖的同時，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式詳細地進行說明。
[0021] 圖1是示意性地表示基于本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的FZ單晶制造裝置的構成的截面 圖。
[0022] 如圖1所示，該FZ單晶制造裝置10是用W培養(yǎng)娃單晶的裝置，具備：可旋轉及可升 降地支撐原料棒1的上軸11，可旋轉及可升降地支撐晶種2(單晶3)的下軸12,圍著原料棒1 的外周面的環(huán)狀的感應加熱線圈13,支撐因生長進展而大型化了的單晶的重量的單晶支撐 件14,將滲雜氣體供給到烙融區(qū)域4的氣體滲雜裝置15和進行自氣體滲雜裝置15所噴出的 滲雜氣體的流量控制的質量流量控制器16。
[0023] 原料棒1由對單硅烷等娃原料進行精制而得的高純度多晶娃形成，原料棒1的上端 被安裝于上軸11。原料棒1的下端部分被感應加熱線圈13加熱而烙解，由此形成烙融區(qū)域4。 然后，使安裝于上軸11的晶種2與烙融區(qū)域4接觸，邊拉向下方，邊在增加直徑W達到所希望 的直徑的同時結晶化。此時，同時使原料棒1向下方移動，由此使原料棒1的下端部分連續(xù)地 烙解，供給結晶化所需要的量的烙融液。單晶3在一定程度成長、重量增加后，由單晶支撐件 14支撐。
[0024] 氣體滲雜裝置15是用來向烙融區(qū)域4噴射滲雜氣體而裝入了滲雜劑的裝置，具備 氣體噴嘴15a、氣瓶15b及閥口 15d。在氣瓶15b中W高壓狀態(tài)容納了滲雜氣體，根據(jù)閥口 15d 的開度而調節(jié)氣體管路壓。氣體噴嘴15a如圖所示那樣配置于感應加熱線圈13的附近，其直 徑為3mm左右。自氣體噴嘴15a的前端到烙融區(qū)域4的表面的距離為20~30mm左右。
[0025] 圖2是示意性地表示基于FZ法的單晶制造工序的流程圖。另外，圖3是表示單晶錠 的形狀的簡略側視圖。
[0026] 如圖2及圖3所示，在基于FZ法的單晶的培養(yǎng)中，依次實施如下工序:將原料棒1的 前端部烙融而使之與晶種2烙接的烙接工序S1，為了無位錯化而形成單晶的直徑被縮窄得 較細的縮窄部3a的縮窄工序S2,使單晶的直徑逐漸擴大到目標直徑而培養(yǎng)錐形部3b的錐形 部培養(yǎng)工序S3,將單晶的直徑維持固定而培養(yǎng)直筒部3c的直筒部培養(yǎng)工序S4,培養(yǎng)使單晶 的直徑縮小了的底部3d的底部培養(yǎng)工序S5及結束單晶的培養(yǎng)并進行冷卻的冷卻工序S6。尚 需說明，直筒部是實際上被提供的部分。
[0027] 質量流量控制器16是進行氣體滲雜裝置15的控制的裝置，按照在質量流量控制單 元17預先設定的流量的順序程序對滲雜氣體的流量進行控制。滲雜氣體的供給自單晶的錐 形部3b的培養(yǎng)中開始，在直筒