[发明专利]单晶的制造方法

说明书

本发明是一种基于FZ法的单晶的制造方法，其利用感应加热线圈对原料晶棒进行加热熔融而形成悬浮区域，并使上侧的原料晶棒及下侧的单晶棒相对于感应加热线圈一边旋转一边相对地下降，使悬浮区域移动来生长单晶棒，其特征在于，具有：测量工序，当在结晶生长途中停止生长并结束单晶的制造时，测量剩余的原料晶棒的重量；判定工序，计算利用剩余的原料晶棒能够制造的单晶主体部的理论成品率，并确定能够再制造的单晶的最大直径，或确定不制造单晶；以及再制造工序，在确定了能够再制造的单晶的最大直径的情况下，再制造单晶。由此，提供一种单晶的制造方法，其在使结晶生长在途中停止的情况下，通过有效利用剩余的原料晶棒而抑制了成品率降低。

技术领域

本发明涉及一种基于FZ法的单晶的制造方法，更具体而言，涉及一种在利用FZ法使单晶生长的途中使生长停止的情况下合理地利用剩余的原料晶棒的单晶的制造方法。

背景技术

以往，在制造高耐压功率器件、晶闸管等功率器件时使用通过FZ法制造的高纯度硅晶片。

近年来，为了提高半导体器件的性能和降低成本，而需要大口径的硅晶片，与此相伴而要求生长大口径单晶硅。另外，也需要现有口径的产品，因此也制造8英寸(直径200mm)、6英寸(直径150mm)、5英寸(直径125mm)、4英寸(直径100mm)、以及其以下的口径。

在FZ法中，用感应加热线圈对原料晶棒进行加热熔融而形成悬浮区域，并使上侧的原料晶棒及下侧的单晶棒相对于感应加热线圈相对地下降，使悬浮区域移动来生长单晶棒(例如，参照专利文献1)。

图3表示通常使用的FZ单晶制造装置30。对使用该FZ单晶制造装置30制造单晶硅的方法进行说明。

首先，准备硅原料晶棒1。使用通过西门子法制造的硅多晶棒或通过CZ法制造的单晶硅棒作为硅原料晶棒1。

由于硅原料晶棒1需要通过上部保持工具4保持于上轴3，因此可以事先在硅原料晶棒1的上侧(成为单晶时的尾侧)对一部分进行机械加工以使得硅原料晶棒1保持于上轴3的上部保持工具4，或在下侧(成为单晶时的锥体(日语：コーン)侧)对前端部进行机械加工以使得容易进行籽晶涂布，实施使主体部成为期望的直径的机械加工等。如果进行机械加工，则在该状态下表面附着杂质，因此要制造高纯度的单晶，一般进行蚀刻、清洗。

接着，将硅原料晶棒1保持于在腔室20内设置的上轴3的上部保持工具4。而且，将直径较小的单晶的籽晶，即晶种8保持于位于硅原料晶棒1下方的下轴5的下部保持工具6。

接着，利用感应加热线圈7对硅原料晶棒1进行熔融，并使其与晶种8熔接。之后，利用晶种拉拔(日语：種絞り)形成拉拔部9而进行无位错化。而且，通过一边使上轴3和下轴5旋转一边使硅原料晶棒1和单晶硅2下降而在硅原料晶棒1与单晶硅2之间形成悬浮区域10(也称为熔融带或熔化部)，并使该悬浮区域10移动到硅原料晶棒1的上端而进行分区，使单晶硅2生长。该生长在向Ar气混合了微量的氮气的气氛中进行。

作为上述感应加热线圈7，使用由铜或银构成的、使冷却用的水流通的单绕组或多绕组的感应加热线圈。

在到达了目标重量的单晶硅的阶段，是形成尾的工序，停止生长并与硅原料晶棒分离。

但是，也有单晶硅在到达目标重量之前在途中有位错化的情况。在这种情况下，剩余的硅原料晶棒的重量比预想的大，按照图2所示的现有的硅原料晶棒的再利用流程，在测量的剩余硅原料晶棒的重量大到能够获得最低产品重量的情况下，能够再次用于FZ法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-141612号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题