[发明专利]单晶提拉装置

说明书

本发明提供一种单晶提拉装置。掺杂剂供给单元具备：设置于腔室的外部并收纳掺杂剂且将其投入到腔室内的投入装置、设置于腔室的内部且对从投入装置投入的掺杂剂进行保持并使其升华的升华室、向该升华室导入载气的载气导入装置、以及将在升华室中升华了的掺杂剂与载气一起向原料熔液面吹送的吹送装置，吹送装置具备与升华室连结的管和多个吹送口，使升华了的掺杂剂经由管从多个吹送口向原料熔液面分散地吹送。由此，能够提供一种单晶提拉装置，当掺杂升华性掺杂剂时，能够以尽量短的时间高效地掺杂掺杂剂。

技术领域

本发明涉及一种用切克劳斯基法从收容于坩埚的原料融液中提拉单晶硅的单晶提拉装置。

背景技术

就低击穿电压的功率器件而言，对于N型低电阻率基板的要求日益增强。

作为分开制作多个规格的器件的方法，有一种被称为AB分割的提拉两根单晶的方法，该方法是先提拉获得电阻率高的X产品，并在向剩下的熔融液(原料熔液)中另外追加掺杂剂后再提拉获得电阻率低的Y产品。

如果想要更加高效地进行制造，则有一种提拉一个单晶的方法，该方法从高(TOP)侧获取通过在初期投入的磷而结晶的目标电阻率高的X产品，并在直体的提拉途中追加掺杂剂来制造电阻率低的Y产品。在途中掺杂速度越快，就越能够减少损耗。

另外，在仅制造电阻率低的晶体时，向提拉前的熔融液中投入大量的掺杂剂，但会产生如下问题：如果掺杂剂的投入量大，则容易在单晶生长的锥体工序中发生位错。这是因为：在锥体工序的初期，用于分割设置于液面上的熔体、来自加热器的辐射热的屏蔽物与熔体表面之间的气体的线速较慢，因此蒸发的掺杂剂、以及其氧化物附着于晶体。

而且，也存在以下问题：N型的掺杂剂具有挥发性，如果在晶种投放(種付け)前投入则会有一部分在形成产品的直体工序的提拉之前蒸发。

因此，有时也会采用如下方法：以掺杂剂浓度低的熔体进行锥体工序，并在直体提拉过程中进行途中掺杂(例如专利文献1)，但是在这种情况下也是途中掺杂的速度越快就越能够减少损耗。

当进行途中掺杂时，大多会采用如下方法：由于磷、砷具有升华的性质，因此利用炉内的热量使其升华，并将其通过管与载气一起向熔体吹送来进行掺杂。

进行磷的途中掺杂的HZ(热区)的结构如图5所示。在主腔室102a之外设置有红磷投入装置116。其中收纳有红磷并具有通过晃动而使红磷以期望的速度下落的功能(专利文献2)。下落的红磷在连结管120内通过，并下落到设置于炉内的升华室117。另外，载气也在该连结管120内流动。由于升华室117达到1000℃以上，因此下落的红磷升华成为气体，并与载气一起通过掺杂管121向熔体吹送。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2008-266093号公报

专利文献2：日本专利公开2013-129551号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

期望在短时间内进行上述那样的途中掺杂。

但是，如果提高途中掺杂的速度，则进行了掺杂的部分的熔体的浓度会升高，因此该区域中的蒸发物增加，会产生如下问题：无法如所期望那样对熔体进行掺杂，或者是蒸发物附着于晶体而导致位错。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于，提供一种单晶提拉装置，当掺杂升华性掺杂剂时，能够以尽量短的时间高效地掺杂掺杂剂。

(二)技术方案