多晶硅棒的选择方法及单晶硅的制造方法技术

采集以与通过基于化学气相沉积法的析出进行生长而得到的多晶硅棒的长轴方向垂直的截面作为主面的板状试样，对采集的全部板状试样的面内的全部方向进行X射线衍射测定，选择、、及中任意一个的密勒指数均未观察到具有偏离于平均值±2标准偏差(μ±2σ)的衍射强度的X射线衍射峰的多晶硅棒作为无取向性的多晶硅棒，将其作为单晶硅制造用原料使用。使用这样的多晶硅原料时，能够抑制在局部发生部分熔融残留，有助于单晶硅的稳定的制造。

Method for selecting polysilicon rod and method for manufacturing monocrystalline silicon

The acquisition section with the long axis direction of precipitation based on chemical vapor deposition of growth obtained polycrystalline silicon rod as the main vertical plane plate specimen, all the way to collect all the plate sample surface were measured by X ray diffraction, selection, and any one of the Miller index not observed with deviates from the mean standard deviation (U + 2 + 2) X ray diffraction peak diffraction intensity of the polysilicon polysilicon rod as non orientation rods, as the use of raw materials made of silicon. The use of such polycrystalline silicon material can inhibit partial melting residues occurring locally and contributes to the stable fabrication of monocrystalline silicon.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为单晶硅制造用原料使用的多晶硅棒的选择方法，更具体而言，涉及选择适合用于稳定地制造单晶硅的无取向性的多晶硅棒的方法。
技术介绍
在半导体器件等的制造中不可或缺的单晶硅通过CZ法、FZ法进行结晶生长，作为此时的原料，使用多晶硅棒、多晶硅块。这样的多晶硅材料大多通过西门子法来制造(参考专利文献I等)。西门子法是指通过使三氯硅烷、单硅烷等硅烷原料气体与加热后的硅芯线接触而利用CVD (Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)法使多晶娃在该娃芯线的表面气相生长(析出)的方法。例如，在利用CZ法结晶生长单晶硅时，将多晶硅块装入石英坩埚内，将其加热熔融而得到硅熔液，使晶种浸溃在该硅熔液中而消除位错线，在无位错化后缓慢扩径直至达到预定的直径，进行拉晶。此时，如果硅熔液中残留有未熔融的多晶硅，则该未熔融的多晶片由于对流而漂在固液界面附近，成为诱发位错产生从而使结晶线消失的原因。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特公昭37-18861号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术人在对用于稳定地制造单晶硅的多晶硅的品质提高进行研究的过程中得出以下见解:根据多晶硅析出时的各条件，多晶硅棒中的晶粒的取向的随机性产生差异。与单晶硅不同，多晶硅块含有大量晶粒，这些大量晶粒常常被认为是各自随机地进行取向。但是，根据本专利技术人的研究，多晶硅块中含有的晶粒未必完全随机取向。对于将多晶硅块粉碎而得到的粉末试样而言，可以将各个硅晶粒视为完全随机取向的晶粒来处理。事实上，对粉末试样进行X射线衍射测定时，无论使粉末试样相对于入射X射线如何旋转，在得到的图中都没有观察到变化。与此相对，本专利技术人从基于化学气相沉积法的析出而生长成的大量不同的多晶硅棒中采集以与长轴方向垂直的截面作为主面的板状试样，并对其面内的全部方向进行X射线衍射测定，结果判明，有时会观察到〈111>、〈220>、〈311>以及〈400〉的密勒指数的晶面的X射线衍射峰的任一衍射强度对X射线的入射方向有显著的依赖性。这样显著的X射线入射方向依赖性意味着多晶硅块中含有的晶粒未随机取向，晶粒在特定的密勒指数的晶面的方向上容易一致。而且可知，将含有在特定的密勒指数的晶面的方向上进行取向的晶粒的多晶硅棒、多晶硅块作为单晶硅的制造用原料使用时，有时会在局部产生部分熔融残留，其诱发位错产生，可成为结晶线消失的原因。本专利技术是基于根据在通过化学气相沉积法使多晶硅棒生长时的析出时的各条件而使多晶硅中的晶粒的取向的随机性产生差异这样的新的见解而完成的，其目的在于提供随机取向性高的多晶硅材料、即无取向性的多晶硅棒及多晶硅块，从而有助于单晶硅的稳定的制造。用于解决问题的方法为了解决上述问题，本专利技术的多晶硅棒的选择方法为用于选择作为单晶硅制造用原料使用的多晶硅棒的方法，其特征在于，上述多晶硅棒通过基于化学气相沉积法的析出进行生长而得到，采集以与该多晶硅棒的长轴方向垂直的截面作为主面的板状试样，对该板状试样的面内的全部方向进行X射线衍射测定，选择〈111>、〈220〉、〈311>及〈400〉中任意一个的密勒指数均未观察到具有偏离于平均值±2标准偏差(μ ±2σ )的衍射强度的X射线衍射峰的多晶硅棒作为单晶硅制造用原料。这样选出的多晶硅棒或者将其粉碎而得到的多晶硅块是〈111〉、〈220〉、〈311〉及<400>中任意一个的密勒指数均未显示出具有偏离于平均值±2标准偏差(μ ±2 σ )的衍射强度的X射线衍射峰的取向性的多晶硅，在本专利技术的单晶硅的制造方法中，将其作为单晶娃制造用原料使用。专利技术效果通过使用本专利技术的多晶硅棒利用FZ法进行结晶生长或者使用破碎而得到的多晶硅块利用CZ法进行结晶生长，能够抑制在局部产生部分熔融残留，能够有助于单晶硅的稳定的制造。【附图说明】图1A是用于对从通过化学气相沉积法析出并生长后的多晶硅棒采集的X射线衍射测定用板状试样的采集例进行说明的图。图1B是用于对从通过化学气相沉积法析出并生长后的多晶硅棒采集的X射线衍射测定用板状试样的采集例进行说明的图。图1C是用于对从通过化学气相沉积法析出并生长后的多晶硅棒采集的X射线衍射测定用板状试样的其他采集例进行说明的图。图1D是用于对从通过化学气相沉积法析出并生长后的多晶硅棒采集的X射线衍射测定用板状试样的其他采集例进行说明的图。图2是用于对从多晶硅棒采集的板状试样的X射线衍射测定进行说明的图。图3是由将多晶硅粉碎而形成粉末的试样得到的X射线衍射图的一例。图4Α是由试样A得到的X射线衍射图的一例。图4Β是根据试样A的旋转角度Φ和衍射强度cps制作的雷达图。图5Α是由试样h得到的X射线衍射图的一例，(a)为φ = 0°的情况，(b)为φ = 45°的情况。图5Β是根据试样h的旋转角度9和衍射强度cps制作的雷达图。图6A是由试样g得到的X射线衍射图的一例，(a)为φ = 0°的情况，(b)为φ = 270°的情况。图6B是根据试样g的旋转角度Φ和〈111〉的密勒指数的晶格面的衍射强度cps制作的雷达图。【具体实施方式】[0031 ] 以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1A及图1B是用于对从通过西门子法等化学气相沉积法析出并生长后的多晶硅棒10采集的X射线衍射图样测定用板状试样20的采集例进行说明的图。图中，标号I表示的是用于在表面析出多晶硅并形成硅棒的硅芯线。需要说明的是，在该例中，为了确认多晶硅棒的无取向性有无径向依赖性，从3个部位(CTR:靠近硅芯线I的部位、EDG:靠近多晶硅棒10的侧面的部位、R/2 =CTR与E⑶的中间部位)采集板状试样20，但也不限于从这样的部位采集。图1A中例示的多晶硅棒10的直径为约120mm，由从该多晶硅棒10的侧面侧至硅芯线I侧的3个部位(CTR:靠近硅芯线I的部位、EDG:靠近多晶硅棒10的侧面的部位、R/2:CTR与E⑶的中间部位)与硅芯线10平行地钻出直径约10mm、长度约60mm的棒11。然后，如图1B所示，以约2mm的厚度采集以与这些棒11的长轴方向垂直的截面作为主面的板状试样20。另外，采集棒11的部位为上述3个部位时，会良好地表现硅棒10整体的性状，但也取决于硅棒10的直径、所钻出的棒11的直径，因此没有必要限定于此，只要棒11是能够合理地推定硅棒10整体的性状的位置，则从任何部位采集都可以。另外，棒11的长度也可以从操作性等考虑而适当地确定。另外，板状试样20也是从所钻出的棒11的任何部位采集都可以。板状试样20的采集方法也没有特别限定。如图1C所示，可以采集具有与多晶硅棒10的长轴方向垂直的主面且厚度为约2mm的板状试样12，从该板状试样12的靠近硅芯线I的部位(CTR)、靠近多晶硅棒10的侧面的部位(EDG)、CTR与E⑶的中间部位(R/2)采集直径为约IOmm的板状试样20 (图1D)。另外，将板状试样20的直径设定为约IOmm仅仅是例示，直径可以在不妨碍X射线衍射测定的范围内适当确定。图2是用于对以上述方式采集后的板状试样20的X射线衍射测定进行说明的图。从狭缝30射出并校准后的X射线束40入射到板状试样20，利用检测器(未图示)检测衍射X射线束在XY平面内的每单位试样旋转角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅棒的选择方法，其为用于选择作为单晶硅制造用原料使用的多晶硅棒的方法，其特征在于，所述多晶硅棒通过基于化学气相沉积法的析出进行生长而得到，采集以与该多晶硅棒的长轴方向垂直的截面作为主面的板状试样，对该板状试样的面内的全部方向进行X射线衍射测定，选择、、及中任意一个的密勒指数均未观察到具有偏离于平均值±2标准偏差(μ±2σ)的衍射强度的X射线衍射峰的多晶硅棒作为单晶硅制造用原料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.02 JP 2011-1244391.一种多晶硅棒的选择方法，其为用于选择作为单晶硅制造用原料使用的多晶硅棒的方法，其特征在于， 所述多晶硅棒通过基于化学气相沉积法的析出进行生长而得到， 采集以与该多晶硅棒的长轴方向垂直的截面作为主面的板状试样， 对该板状试样的面内的全部方向进行X射线衍射测定， 选择〈111〉、〈220〉、〈311〉及〈400〉中任意一个的密勒指数均...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫尾秀一，冈田淳一，祢津茂义，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：
国别省市：