硅熔液的对流图案控制方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置制造方法及图纸

一种对流图案控制方法，其具备使用加热部（17）加热石英坩埚（3A）内的硅熔液（9）的工序以及对旋转中的石英坩埚（3A）内的硅熔液（9）施加水平磁场的工序，在加热硅熔液（9）的工序中，使用两侧的加热能力不同的加热部（17）进行加热，所述两侧在从铅垂上方观察石英坩埚（3A）时，夹住通过石英坩埚（3A）的中心轴（3C）且与水平磁场中心的磁力线（14C）平行的假想线（9C），在施加水平磁场的工序中，通过施加0.2T以上的水平磁场，将与硅熔液（9）内的水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向固定为一方向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅熔液的对流图案控制方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置
本专利技术涉及一种硅熔液的对流图案控制方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置。
技术介绍
单晶硅的制造中使用被称为提拉法（以下，称作CZ法）的方法。在使用这种CZ法的制造方法中，为了提高单晶硅的品质而进行各种研究（例如，参考专利文献1、2）。专利文献1中公开了通过一边以使硅熔液的温度在单晶硅的半径方向上成为均匀的方式进行控制，一边提拉单晶硅，能够抑制点缺陷的内容。专利文献2中公开了当提拉单晶硅时，使单晶硅的旋转轴与坩埚的旋转轴不一致，即，在硅熔液的凝固前沿区域内，产生与旋转对称不同的温度分布，由此能够减小单晶硅半径方向的杂质浓度或掺杂剂浓度的变化率的内容。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-143582号公报专利文献2：日本特开2004-196655号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题对单晶硅，除了所述品质之外，还要求氧浓度进入规定范围，但有时即使使用如专利文献1、2的方法，每一单晶硅的氧浓度也不均匀。本专利技术的目的在于提供一种能够抑制每一单晶硅的氧浓度不均的硅熔液的对流图案控制方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置。用于解决技术问题的方案本专利技术的硅熔液的对流图案控制方法是在单晶硅的制造中使用的硅熔液的对流图案控制方法，所述硅熔液的对流图案控制方法的特征在于具备：在无磁场状态下使用加热部加热石英坩埚内的硅熔液的工序；以及对旋转中的所述石英坩埚内的所述硅熔液施加水平磁场的工序，加热所述硅熔液的工序中，使用两侧的加热能力不同的加热部进行加热，所述两侧在从铅垂上方观察所述石英坩埚时，夹住通过所述石英坩埚的中心轴且与所述水平磁场中心的磁力线平行的假想线，施加所述水平磁场的工序中，通过施加0.2T以上的所述水平磁场，将与所述硅熔液内的所述水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向固定为一方向。在未施加水平磁场的状态下，在旋转中的石英坩埚内的硅熔液中，产生从该硅熔液的外侧部分上升在中央部分下降的下降流。当产生硅熔液时，在以硅熔液的表面中心为原点、以铅垂上方为Z轴的正方向、以水平磁场的施加方向为Y轴的正方向的右手系的XYZ正交坐标系中，在从Z轴的正方向侧观察时，相对于与Y轴重叠的假想线，在X轴的正方向侧的加热温度比负方向侧低的情况下，X轴的负方向侧的上升流变得比正方向侧的上升流强，在加热温度低的一侧，即在X轴的正方向侧产生下降流。在该状态下，若以通过石英坩埚的中心轴的方式对硅熔液施加0.2T以上的水平磁场，则X轴的正方向侧的上升流消失，只剩下负方向侧的上升流。其结果，从Y轴的负方向侧观察时的与硅熔液内的水平磁场的施加方向正交的平面（以下，称作“磁场正交截面”）中，在硅熔液内的施加方向的任意位置中都产生右旋转的对流。另一方面，当X轴的正方向侧的加热温度比负方向侧高时，产生左旋转的对流。从石英坩埚熔出的氧气，通过硅熔液的对流被运输至生长中的固液界面，从而被吸入到单晶硅中。单晶硅的提拉装置，虽然被设计成对称结构，但严密地观察时，构成部件形成为非对称结构，因此有时腔室内的热环境、不活泼气体等的气体流也成为非对称。在对象结构的情况下，由于热环境、气体流也成为对称，因此只要生长工艺相同，则与硅熔液的对流方向无关地，被吸入到单晶硅中的氧气量变相同。但是，在非对称结构的情况下，由于热环境、气体流成为非对称，因此导致对流为右旋转时及左旋转时，运输至单晶硅的氧气量分别不同。其结果，对流为右旋转时及左旋转时，制造出氧浓度不同的单晶硅。根据本专利技术，使用夹住所述假想线的两侧的加热能力不同的加热部，由此与提拉装置结构的对称性无关地，能够将加热能力低的一侧的硅熔液温度设得比加热能力高的一侧还低，变得容易将下降流的位置固定于加热能力低的一侧。在该状态下，通过施加0.2T以上的水平磁场，能够轻易地将对流的方向固定为一方向，并且能够抑制每一单晶硅的氧浓度不均。在本专利技术的硅熔液的对流图案控制方法中，优选在以所述硅熔液的表面中心为原点、以铅垂上方为Z轴的正方向、以所述水平磁场的施加方向为Y轴的正方向的右手系的XYZ正交坐标系中，当从所述Z轴的正方向侧观察时，将所述加热部的加热能力设定为相对于所述假想线X轴的正方向侧比负方向侧低的第1状态，或者所述X轴的正方向侧比负方向侧高的第2状态，在施加所述水平磁场的工序中，在所述加热能力是第1状态的情况下，将从所述Y轴的负方向侧观察时的所述对流方向固定为右旋转，在所述加热能力是所述第2状态的情况下，将所述对流方向固定为左旋转。在本专利技术的硅熔液的对流图案控制方法中，优选加热所述硅熔液的工序以所述硅熔液表面中的最高温度与最低温度之差成为6℃以上的方式加热所述硅熔液。根据本专利技术，能够可靠地将对流的方向固定为一方向。在本专利技术的硅熔液的对流图案控制方法中，优选加热所述硅熔液的工序以最高温度与最低温度之差成为12℃以下的方式加热所述硅熔液。根据本专利技术，能够抑制对流变得过强，并且能够抑制单晶硅中的提拉方向的直径不均。本专利技术的单晶硅的制造方法的特征在于具备实施所述硅熔液的对流图案控制方法的工序以及在将所述水平磁场的强度维持为0.2T以上的状态下提拉单晶硅的工序。本专利技术的单晶硅的提拉装置的特征在于具备：石英坩埚；加热部，加热所述石英坩埚内的硅熔液；以及磁场施加部，配置成夹住所述石英坩埚且对所述硅熔液施加0.2T以上的水平磁场，当从铅垂上方观察所述石英坩埚时，所述加热部的加热能力在夹住通过所述石英坩埚的中心轴且与所述水平磁场中心的磁力线平行的假想线的两侧不同。根据本专利技术能够提供一种能够抑制每一单晶硅的氧浓度不均的提拉装置。在本专利技术的单晶硅的提拉装置中，优选所述加热部具备包围所述石英坩埚的加热器，所述加热器的电阻值在分别位于所述两侧的区域中不同。在本专利技术的单晶硅的提拉装置中，优选所述加热部具备包围所述石英坩埚的加热器以及对所述加热器施加电压的电压施加部，所述加热器具备相对于所述假想线位于一侧的第1分割加热器以及位于另一侧的第2分割加热器，所述电压施加部以使所述第1分割加热器与所述第2分割加热器的功率不同的方式施加电压。在本专利技术的单晶硅的提拉装置中，优选所述加热部具备包围所述石英坩埚的加热器以及包围所述加热器的隔热材料，所述隔热材料的隔热能力在分别位于所述两侧的区域中不同。根据本专利技术，通过仅仅实施将加热器中夹住假想线的两侧区域的电阻值、构成加热器的第1、第2分割加热器的功率以及隔热材料中夹住假想线的两侧区域的隔热能力设为不同的这一简单的方法，能够抑制每一单晶硅的氧浓度不均。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的提拉装置的结构的示意图。图2A是所述第1实施方式中的加热部的结构以及水平磁场的施加状态示意图，是平面图。图2B是所述第1实施方式中的加热部的结构以及水平磁场的施加状态示意图，是纵剖视图。图3是表示所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅熔液的对流图案控制方法，用于制造单晶硅，所述硅熔液的对流图案控制方法的特征在于具备：/n在无磁场状态下使用加热部加热石英坩埚内的硅熔液的工序；以及/n对旋转中的所述石英坩埚内的所述硅熔液施加水平磁场的工序，/n在加热所述硅熔液的工序中，使用两侧的加热能力不同的加热部进行加热，所述两侧在从铅垂上方观察所述石英坩埚时，夹住通过所述石英坩埚的中心轴且与所述水平磁场中心的磁力线平行的假想线，/n在施加水平磁场的工序中，通过施加0.2T以上的所述水平磁场，将与所述硅熔液内的所述水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向固定为一方向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 JP 2018-0358331.一种硅熔液的对流图案控制方法，用于制造单晶硅，所述硅熔液的对流图案控制方法的特征在于具备：
在无磁场状态下使用加热部加热石英坩埚内的硅熔液的工序；以及
对旋转中的所述石英坩埚内的所述硅熔液施加水平磁场的工序，
在加热所述硅熔液的工序中，使用两侧的加热能力不同的加热部进行加热，所述两侧在从铅垂上方观察所述石英坩埚时，夹住通过所述石英坩埚的中心轴且与所述水平磁场中心的磁力线平行的假想线，
在施加水平磁场的工序中，通过施加0.2T以上的所述水平磁场，将与所述硅熔液内的所述水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向固定为一方向。


2.根据权利要求1所述的硅熔液的对流图案控制方法，其特征在于，
在以所述硅熔液的表面中心为原点、以铅垂上方为Z轴的正方向、以所述水平磁场的施加方向为Y轴的正方向的右手系的XYZ正交坐标系中，当从所述Z轴的正方向侧观察时，将所述加热部的加热能力设定为相对于所述假想线X轴的正方向侧比负方向侧还低的第1状态，或者所述X轴的正方向侧比负方向侧还高的第2状态，
在施加所述水平磁场的工序中，在所述加热能力是第1状态的情况下，将从所述Y轴的负方向侧观察时的所述对流方向固定为右旋转，在所述加热能力是所述第2状态的情况下，将所述对流方向固定为左旋转。


3.根据权利要求1或2所述的硅熔液的对流图案控制方法，其特征在于，
在加热所述硅熔液的工序中，以所述硅熔液的表面中的最高温度与最低温度之差成为6℃以上的方式加热所述硅熔液。


4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本英城，杉村涉，横山龙介，松岛直辉，
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