单晶硅的制造方法技术

本发明专利技术的单晶硅的制造方法具备：熔解工序，通过由加热部加热容纳有硅的石英坩埚来熔解硅；浸渍工序，使籽晶与石英坩埚内的硅熔体接触；及提拉工序，通过提拉籽晶来生长单晶硅，提拉工序中，在加热部的电力消耗量达到10000kwh以上之后开始形成单晶硅的直体部，并生长单晶硅整体。

Manufacturing method of monocrystalline silicon

The manufacturing method of the monocrystalline silicon of the present invention has: melting process, melting silicon by heating a silica crucible containing silicon by heating part; impregnating process to contact silicon melt in quartz crucible; and drawing process to grow monocrystalline silicon by pulling seed crystal, and in the drawing process, the power consumption of the heating unit is reached. After 10000kwh above, the single crystal silicon is formed and the whole silicon crystal is grown.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单晶硅的制造方法技术区域本专利技术涉及一种单晶硅的制造方法。
技术介绍
以往，作为制造单晶硅的方法，已知有施加磁场的MCZ(施加磁场的切克劳斯基)法或不施加磁场的CZ(切克劳斯基)法。这种MCZ法或CZ法中，存在有时在直体部产生位错的问题，为了解决这个问题而进行了研究(例如，参考专利文献1、2)。关于CZ法的专利文献1的装置中，使热辐射体相对于热屏蔽体升降，使其位于石英坩埚的上端，由此抑制硅熔体的热量的发散，并且有效地通过石英坩埚将热量传达到硅熔体，能够以较少的电力将硅熔体加热到规定温度。并且，能够使石英坩埚内的侧部上端为止的温度均匀，防止在石英坩埚的上端内周面附着硅熔体，能够抑制位错。关于MCZ法的专利文献2的方法中，在多晶硅的熔解工序之后，在生长单晶硅的提拉工序之前，进行对硅熔体施加磁场并放置的工序，以及之后停止施加磁场并放置的工序。由此，通过对硅熔体进行施加了磁场的放置，在石英坩埚表面形成方石英，并通过接下来进行的停止了磁场的施加的放置，适度地溶解方石英，由此能够抑制位错。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-255577号公报专利文献2：日本特开2012-82121号公报然而，专利文献1的装置中，因为设置热辐射体，所以存在需要设计变更单晶提拉装置的问题。并且，在专利文献2的方法中，存在无法应用于CZ法的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单晶硅的制造方法，能够以具有通用性且简单的方法来减少位错的产生。用于解决技术问题的方案本专利技术人反复进行深入研究的结果，发现加热石英坩埚的加热部的电力消耗量达到规定值(给予石英坩埚的能量为3.6×1017kJ)以上之后，开始形成单晶硅的直体部，由此能够减少在直体部的位错的产生，进而完成了本专利技术。本专利技术的单晶硅的制造方法具备：熔解工序，通过由加热部加热容纳有硅的石英坩埚来熔解所述硅；浸渍工序，使籽晶与所述石英坩埚内的硅熔体接触；及提拉工序，通过提拉所述籽晶来生长单晶硅，所述提拉工序中，在所述加热部的电力消耗量达到10000kwh以上之后开始形成所述单晶硅的直体部，并生长所述单晶硅整体。优选在本专利技术的单晶硅的制造方法中，具备：在所述浸渍工序与所述提拉工序之间进行的暂时生长工序及回熔工序，所述暂时生长工序中，通过提拉与所述硅熔体接触的所述籽晶来生长单晶硅的一部分，所述回熔工序中，将所述暂时生长工序中生长的单晶硅熔到所述硅熔体中。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式所涉及的单晶提拉装置的结构的示意图。图2是所述一实施方式及本专利技术的实施例1中的单晶硅的制造方法的说明图。图3是本专利技术的变形例及实施例2中的单晶硅的制造方法的说明图。图4是本专利技术的比较例中的单晶硅的制造方法的说明图。图5是所述比较例中的位错产生时的电力消耗量的频数分布。具体实施方式[实施方式]以下，参考附图来说明本专利技术的一实施方式。〔单晶提拉装置的结构〕如图1所示，单晶提拉装置1是在CZ法中使用的装置，具备提拉装置主体2及控制部3。提拉装置主体2具备腔室21、配置在该腔室21内的中心部的坩埚22、作为将热量放射到该坩埚22并加热的加热部的加热器23、隔热筒24、提拉线25、热屏蔽体26。腔室21的上部设置有将Ar气体等惰性气体导入腔室21内的气体导入口21A。腔室21的下部设置有通过未图示的真空泵的驱动来排出腔室21内的气体的气体排出口21B。通过控制部3的控制使惰性气体以规定的气体流量从腔室21上部的气体导入口21A导入腔室21内。然后，导入的气体从腔室21下部的气体排出口21B排出，由此形成惰性气体从腔室21内的上方朝向下方流动的结构。腔室21内的压力(炉内压)设为能够通过控制部3控制。坩埚22是熔解作为硅晶圆的原料的多晶硅来作为硅熔体M的容器。坩埚22被能够以规定的速度旋转并升降的支承轴27所支承。坩埚22具备有底圆筒形状的石英坩埚221及收纳该石英坩埚221的石墨坩埚222。另外，作为石英坩埚221及石墨坩埚222，能够使用以下的规格。石英坩埚·外径：32英寸·材质：天然石英或合成石英·厚度：13mm～35mm石墨坩埚·内径：32英寸(能够容纳石英坩埚的尺寸)·材质：各向同性石墨或碳-碳复合材料(C/C复合材料)加热器23配置于坩埚22的外侧，加热坩埚22来熔解坩埚22内的硅。隔热筒24以包围坩埚22及加热器23的周围的方式配置。提拉线25的一端连接到配置在坩埚22上方的未图示的提拉驱动部，另一端安装籽晶SC。提拉线25通过由控制部3对提拉驱动部进行控制，以规定的速度升降，并且以该提拉线25的轴为中心进行旋转。热屏蔽体26阻挡从加热器23朝向上方放射的辐射热。控制部3根据储存于存储器31内的控制程序以及作业人员的设定输入等，控制腔室21内的气体流量或炉内压、基于加热器23的腔室21内的加热温度、坩埚22或单晶硅SM的转速、籽晶SC的升降时间等，制造出单晶硅SM。〔单晶硅的制造方法〕接着，对单晶硅SM的制造方法进行说明。图2是本实施方式中的单晶硅SM的制造方法的说明图，纵轴表示供给到加热器23的电力，横轴表示加热器23的电力消耗量。另外，本实施方式中，肩部是与籽晶SC连续且直径逐渐增加的区域，直体部是与肩部连续且直径大致均匀的区域，尾部是与直体部的下端连续且直径逐渐降低到零的区域。首先，单晶提拉装置1的控制部3如图2所示，从加热器23的电力消耗量为0的状态开始供给对加热器23的电力，在电力消耗量达到Wa(kWh)(Wa＜10000)为止的期间，加热容纳有多晶硅材料及掺杂剂的坩埚22而使它们熔解，生成掺杂剂添加熔体MD(熔解工序)。该熔解工序中，控制部3以规定的流量从气体导入口21A向腔室21内导入Ar气体，并且对腔室21内进行减压，将腔室21内维持在减压下的惰性气氛中。之后，当电力消耗量达到Wa时，控制部3减少供给到加热器23的电力，使提拉线25下降，由此使籽晶SC与掺杂剂添加熔体MD接触(浸渍工序)。然后，控制部3一边使坩埚22及提拉线25向规定的方向旋转，一边提拉提拉线25，由此生长单晶硅SM的一部分(暂时生长工序)。另外，该暂时生长工序中，可以生长单晶硅SM的肩部的一部分或整体，除了肩部整体以外还可以生长直体部的一部分或整体。接着，暂时生长工序结束，当电力消耗量达到Wb(kWh)(Wb＜10000)时，控制部3将供给到加热器23的电力增加到与熔解工序几乎相同的量，使提拉线25下降，由此将暂时生长工序中生长的单晶硅SM熔到掺杂剂添加熔体MD中(回熔工序)。然后，回熔工序结束，当电力消耗量达到Wc(kWh)(Wc＜10000)时，则控制部3将供给到加热器23的电力减少到与暂时生长工序几乎相同的量之后，进行与暂时生长工序相同的控制，生长单晶硅SM整体(提拉工序)。该提拉工序中，进行肩部形成工序直至电力消耗量达到Wd(kWh)(10000＜Wd＜12000)，之后进行直体部形成工序及尾部形成工序直至电力消耗量达到Wf(kWh)(10000＜Wf)。即，提拉工序中，在加热器23的电力消耗量为10000kwh以上且12000kwh以下的状态下开始形成单晶硅SM的直体部，并生长单晶硅SM整体。通过以上的工序，制造出减少在直体部产生位错的单晶硅SM。[实施方式的作用效果]上述实施方式中，不需要如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶硅的制造方法，其特征在于，具备：熔解工序，通过由加热部加热容纳有硅的石英坩埚来熔解所述硅；浸渍工序，使籽晶与所述石英坩埚内的硅熔体接触；及提拉工序，通过提拉所述籽晶来生长单晶硅，所述提拉工序中，在所述加热部的电力消耗量达到10000kwh以上之后开始形成所述单晶硅的直体部，并生长所述单晶硅整体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.26 JP 2015-2310721.一种单晶硅的制造方法，其特征在于，具备：熔解工序，通过由加热部加热容纳有硅的石英坩埚来熔解所述硅；浸渍工序，使籽晶与所述石英坩埚内的硅熔体接触；及提拉工序，通过提拉所述籽晶来生长单晶硅，所述提拉工序中，在所述加热部的电力消耗量达到1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金大基，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP