[发明专利]单晶体的制造方法和制造装置

说明书

本发明涉及单晶体的制造方法和制造装置。本发明的单晶体的制造方法具有：锥形部培养工序，一边使在晶种的上方生长的单晶体的晶体直径增加一边使单晶体生长；以及直筒部培养工序，在将晶体直径保持为固定的状态下使单晶体生长。锥形部培养工序包含：分别测定当前的原料直径和晶体直径的步骤；参照将单晶体生长单位长度时的晶体直径的目标增加量即直径差与增加前的晶体直径关联起来记录的直径差分布来求取与当前的晶体直径对应的直径差的步骤；求取对当前的晶体直径加上直径差后的目标晶体直径的步骤；以及计算对目标晶体直径与当前的原料直径的比的平方乘以当前的晶体传送速度而得到的目标原料传送速度的步骤。

技术领域

本发明涉及单晶体的制造方法和制造装置，特别地涉及悬浮区熔法（浮区法，FZ（Floating Zone）法）中的原料传送控制。

背景技术

作为培养硅等的单晶体的方法之一，已知有FZ法。在FZ法中，对多晶体的原料棒的一部分进行加热来制造熔化区域，缓慢地降低分别位于熔化区域的上方和下方的原料棒和单晶体，由此，使单晶体逐渐生长。特别地，在单晶体培养的初期阶段中，在熔化原料棒的顶端部而使其熔化部与晶种熔接之后，配合单晶体的生长而逐渐扩大晶体直径来形成锥形部，在将直径保持为固定的状态下进一步使单晶体生长来形成直筒部。

在相当于单晶体锭的顶端部的锥形部的培养时，需要以从晶种的直径到目标的直径（直筒部的直径）流畅地变粗的方式调整形状，因此，分别适当地控制向加热线圈的施加电压、原料传送速度和晶体传送速度。例如，在专利文献1中提出了基于晶体直径的变化率来控制原料传送速度的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4694996号公报。

发明要解决的课题

在FZ法中，为了提高制造成品率，需要用一次的提拉工序培养尽可能多的单晶体，因此，原料棒的大口径化是有效的。

然而，当想要使用粗的原料棒来培养单晶体时，在熔化区域通过原料棒的肩附近的定时在单晶体侧的形状中产生变形，由此，有时发生单晶体的有位错化。此外，即使原料棒的规格上的直径为固定，在实际的直径也存在偏差，越是粗的原料棒，直径的偏差越大，原料的肩的位置也根据原料直径发生变化。因此，难以一边考虑原料的肩的位置的偏差一边控制原料传送速度，成为需要由操作者进行的手动控制的状况，需要进行改善。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种即使在使用了大口径的原料棒的情况下也能够防止晶体变形的发生而得到稳定的晶体形状的单晶体的制造方法和制造装置。

用于解决课题的方案

本申请发明人们针对在熔化区域通过原料的肩附近的定时在单晶体侧产生变形的机构（mechanism）重复锐意研究的结果是，发现了能够通过在锥形部培养工序中将单晶体的变粗的速度（pace）尽可能地维持为固定来防止晶体变形的发生而抑制单晶体的有位错化。

本发明是基于这样的技术见解的发明，本发明的单晶体的制造方法的特征在于，具有：熔接工序，使晶种与原料的熔化后的顶端部熔接；锥形部培养工序，一边使在所述晶种的上方生长的单晶体的晶体直径增加一边使所述单晶体生长；以及直筒部培养工序，在将所述晶体直径保持为固定的状态下使所述单晶体生长，所述锥形部培养工序包含：分别测定当前的原料直径和晶体直径的步骤；参照将单晶体生长单位长度时的晶体直径的目标增加量即直径差与增加前的晶体直径关联起来记录的直径差分布来求取与所述当前的晶体直径对应的直径差的步骤；求取对所述当前的晶体直径加上所述直径差后的目标晶体直径的步骤；以及计算对所述目标晶体直径与所述当前的原料直径的比的平方乘以当前的晶体传送速度而得到的目标原料传送速度的步骤。