[发明专利]单晶硅的培育方法及单晶硅的提拉装置

说明书

本发明提供一种基于提拉法的单晶硅的培育方法，其具有：提拉工序，一边使单晶硅(S)旋转一边进行提拉；及掺杂剂投下工序，在单晶硅(S)的直体部的提拉过程中向硅熔液的液面(MA)上投下粒状掺杂剂，在掺杂剂投下工序中，将粒状掺杂剂的投下位置设定于在硅熔液的液面(MA)上远离直体部的流动占主导的区域上。

技术领域

本发明涉及一种单晶硅的培育方法及单晶硅的提拉装置。

背景技术

在单晶硅的制造中使用被称为提拉法(以下，称为CZ法)的方法。在使用CZ法的制造方法中，单晶硅的电阻率利用添加到硅熔液中的掺杂剂来调节。作为将掺杂剂添加到硅熔液中的方法，已知有通过在单晶硅的提拉过程中投下粒状掺杂剂来将晶体中的掺杂剂浓度保持为恒定的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-247585号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在现有的技术中，例如存在如下问题：经由导管向硅熔液中投下的粒状掺杂剂不熔融而附着于单晶硅，从而有时发生位错化。

本发明的目的在于提供一种能够防止在通过提拉法培育单晶硅时所投下的粒状掺杂剂在熔融前附着于单晶而发生位错化的单晶硅的培育方法及单晶硅的提拉装置。

用于解决技术问题的方案

本发明的单晶硅的培育方法为基于提拉法的单晶硅的培育方法，其特征在于，具有：提拉工序，一边使所述单晶硅旋转一边进行提拉；及掺杂剂投下工序，在所述单晶硅的直体部的提拉过程中向硅熔液的液面上投下粒状掺杂剂，将所述粒状掺杂剂的投下位置设定于在所述硅熔液的液面上远离所述直体部的流动占主导的区域上。

在上述单晶硅的培育方法中，优选如下：具有：磁场施加工序，对所述硅熔液施加水平磁场，在所述掺杂剂投下工序中，在将所述硅熔液的液面的中心设为原点、将铅垂方向的上方设为Z轴的正方向且将水平磁场施加方向设为Y轴的正方向的右手系的XYZ直角坐标系中，在包含所述原点且与所述水平磁场施加方向正交的磁场正交截面上存在具有从所述Y轴的正方向观察时顺时针方向或逆时针方向的旋转方向的对流的状态下，根据从铅垂方向上方观察的所述单晶硅的旋转方向及所述对流的旋转方向来设定所述粒状掺杂剂的投下位置。

在上述单晶硅的培育方法中，优选如下：在所述掺杂剂投下工序中，当所述对流的旋转方向为顺时针方向且所述单晶硅的旋转方向为顺时针方向时，将所述投下位置设为由X轴和所述Y轴构成的坐标平面的第四象限，当所述对流的旋转方向为逆时针方向且所述单晶硅的旋转方向为逆时针方向时，将所述投下位置设为所述坐标平面的第一象限，当所述对流的旋转方向为逆时针方向且所述单晶硅的旋转方向为顺时针方向时，将所述投下位置设为所述坐标平面的第二象限，当所述对流的旋转方向为顺时针方向且所述单晶硅的旋转方向为逆时针方向时，将所述投下位置设为所述坐标平面的第三象限。

一种单晶硅的培育方法，其使用所述投下位置为由X轴和所述Y轴构成的坐标平面的第一象限、第二象限、第三象限及第四象限中的一个的所述单晶硅的提拉装置，在上述单晶硅的培育方法中，优选如下：在所述磁场施加工序中，反复施加所述水平磁场，直至所述投下位置位于在所述硅熔液的液面上远离所述直体部的流动占主导的区域上。

在上述单晶硅的培育方法中，优选如下：若将所述直体部的直径设为RS且将所述投下位置的Y轴坐标的绝对值设为Ya，则所述投下位置设定为满足Ya＜RS。

本发明的单晶硅的提拉装置为基于提拉法的单晶硅的提拉装置，其特征在于，具备：石英坩埚；加热装置，对所述石英坩埚内的硅熔液进行加热；提拉轴，可旋转地提拉所述单晶硅；磁场施加装置，对所述硅熔液施加水平磁场；及掺杂剂投下装置，在将所述硅熔液的液面的中心设为原点、将铅垂方向的上方设为Z轴的正方向且将水平磁场施加方向设为Y轴的正方向的右手系的XYZ直角坐标系中，分别向由X轴和所述Y轴构成的坐标平面的第一象限、第二象限、第三象限及第四象限投下粒状掺杂剂。