br>[0038]在本發(fā)明中，籽晶夾頭12具備用于安裝保溫板13的安裝件14，該安裝件14具有使保溫板13可獨(dú)立于籽晶夾頭12的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行安裝的機(jī)構(gòu)。
[0039]此時(shí)，如圖3、圖4所示，安裝件14所具有的機(jī)構(gòu)優(yōu)選具有下凸緣18和上凸緣19，所述下凸緣18為環(huán)狀，從籽晶夾頭12的側(cè)面延伸出，所述上凸緣19為環(huán)狀，放上保溫板13，可獨(dú)立于籽晶夾頭12本體的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。并且優(yōu)選地，在下凸緣18的上表面和上凸緣19的下表面設(shè)置有環(huán)狀的溝槽20、21，通過配置在下凸緣18的上表面的環(huán)狀溝槽20及所述上凸緣19的下表面的環(huán)狀溝槽21中的三個(gè)以上的球22，上凸緣19載置于下凸緣18上方。
[0040]若是這樣，在提拉中，上凸緣19和保溫板13通過球22獨(dú)立于下凸緣18進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，保溫板13與籽晶夾頭12的本體不會(huì)接觸，因此能夠抑制因摩擦而產(chǎn)生微小片。其結(jié)果，能夠抑制產(chǎn)生的微小片附著在培育中的單晶8表面上，或向原料熔融液4的表面落下，并切實(shí)地抑制單晶8的位錯(cuò)化和雜質(zhì)污染。另外，如圖3、圖4所示，若為這樣的安裝件14，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此能夠更加容易地導(dǎo)入現(xiàn)有的單晶制造裝置中。
[0041]另外，球22的個(gè)數(shù)進(jìn)一步優(yōu)選為，使球22旋轉(zhuǎn)，并以上凸緣19能夠總是維持水平的程度鋪滿。
[0042]另外，此時(shí)，如圖3、圖4所示，可以使下凸緣18在最外周具有向上方突出的阻擋壁23ο
[0043]若是這樣，能夠切實(shí)地抑制因上凸緣19與保溫板13接觸時(shí)的摩擦力而可能產(chǎn)生的微小片向原料熔融液4表面落下，或微小片附著在提拉中的單晶8表面上。其結(jié)果，能夠進(jìn)一步切實(shí)地抑制提拉中的單晶的位錯(cuò)化和雜質(zhì)污染。
[0044]在加熱并熔融原料時(shí)，為了對(duì)原料周邊進(jìn)行保溫，取下籽晶11的狀態(tài)的籽晶夾頭12設(shè)置在原料的正上方，保溫板13載置于安裝在整流筒10開口部下端的隔熱環(huán)15上。
[0045]另外，如圖1所不，在引晶時(shí)，為了對(duì)籽晶11、籽晶夾頭12及原料恪融液4進(jìn)行保溫，保溫板13載置于隔熱環(huán)15上。此外，在本實(shí)施方式中，在加熱并熔融原料時(shí)，以及引晶時(shí)，保溫板13載置于整流筒10開口部的隔熱環(huán)15上，但并不限定于此。例如，即使是不具有隔熱環(huán)15的單晶制造裝置，若保溫板13設(shè)置在整流筒10的開口部下端，則與本發(fā)明同樣，能夠?qū)υ?、原料熔融?、籽晶11及籽晶夾頭12進(jìn)行保溫。
[0046]另外，如圖2所示，在提拉單晶8時(shí)，保溫板13通過安裝件14安裝在籽晶夾頭12上，與籽晶夾頭12和籽晶11 一起被提拉。
[0047]若為這樣的單晶制造裝置1，則在加熱并熔融原料時(shí)，保溫板13能夠抑制從原料向腔室的輻射傳熱，即使供給至加熱器的電力為低功率，也能夠使原料熔融。另外，在引晶時(shí)，通過保溫板13，從原料熔融液4、籽晶11及籽晶夾頭12向腔室的輻射傳熱被抑制。其結(jié)果，能夠?qū)ψ丫?1進(jìn)行充分加熱并保溫，因此能夠抑制因原料熔融液4與籽晶11的溫度差導(dǎo)致的熱沖擊為原因的位錯(cuò)的發(fā)生。因此，能夠提高無位錯(cuò)引晶法的成功率。并且，在單晶8的提拉中，能夠抑制因重的保溫板13導(dǎo)致的單晶8的轉(zhuǎn)速暫時(shí)減速。其結(jié)果，能夠抑制提拉中單晶8的位錯(cuò)化。另外，由于僅改造籽晶夾頭12即可，因此能夠容易地導(dǎo)入現(xiàn)有的單晶制造裝置中。
[0048]接著，關(guān)于本發(fā)明的單晶制造方法，對(duì)使用上述的本發(fā)明的單晶制造裝置來制造單晶的情況進(jìn)行說明。
[0049]首先，在坩禍2、3內(nèi)收容原料。接著，將取下籽晶11的狀態(tài)的籽晶夾頭12設(shè)置于原料的正上方，將保溫板13設(shè)置在安裝于整流筒10下端的隔熱環(huán)15上，提高原料周邊的保溫性。在該狀態(tài)下，用加熱器5加熱并熔融原料，做成原料熔融液4。接著，在籽晶夾頭12上安裝頂端尖銳的籽晶11，繞出線繩9，使籽晶夾頭12下降，使籽晶11接近原料熔融液4。然后，在原料熔融液4正上方，用來自原料熔融液4表面的輻射熱加熱籽晶11并保溫。此時(shí)，如圖1所示，保溫板13載置于隔熱環(huán)15上。
[0050]在籽晶11被充分加熱后，使籽晶11靜止地與原料熔融液4接觸并浸漬，直至達(dá)到規(guī)定的直徑。此后，通過一邊使線繩9旋轉(zhuǎn)一邊卷繞，一邊使籽晶夾頭12旋轉(zhuǎn)一邊提拉，由此開始培育單晶8。并且，為獲得所希望的直徑、品質(zhì)，一邊控制單晶8的提拉速度和加熱器5的電力，一邊進(jìn)行單晶8的提拉。
[0051]此時(shí)，在本發(fā)明的單晶制造方法中，如圖2所示，通過籽晶夾頭12所具備的安裝件14，將保溫板13與籽晶11 一起提拉。
[0052]若為這樣的單晶制造方法，通過籽晶夾頭12和保溫板13來提高原料周邊的保溫性，由此，即使加熱器的電力為低功率，也能夠?qū)⒃先廴?。在引晶時(shí)，由于能夠充分加熱籽晶11并保溫，因此能夠抑制因原料熔融液4與籽晶11的溫度差所導(dǎo)致的熱沖擊為原因的位錯(cuò)的發(fā)生。并且，由于在單晶8提拉中，能夠抑制單晶8的轉(zhuǎn)速暫時(shí)減速，因此能夠抑制提拉中單晶8的位錯(cuò)化。另外，由于僅改造籽晶夾頭12即可，因此能夠用現(xiàn)有的單晶制造裝置容易地實(shí)施。
[0053]實(shí)施例
[0054]下面，示出本發(fā)明的實(shí)施例及比較例，更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0055](實(shí)施例)
[0056]使用如圖1所示的單晶制造裝置及本發(fā)明的單晶制造方法制造單晶硅。首先，在口徑為40英寸(1016mm)的石英坩禍中投入多晶硅原料500kg。然后，在將保溫板載置于隔熱環(huán)上的狀態(tài)下，一邊控制加熱器的熔融功率一邊熔融多晶硅原料，使得以30小時(shí)完成熔融。在多晶硅原料熔融結(jié)束后，通過無位錯(cuò)引晶法，使單晶的直徑擴(kuò)大至450_，并提拉單晶硅。在進(jìn)行該提拉時(shí)，使用如圖3、圖4所示的安裝件，將保溫板與籽晶一起提拉。
[0057](比較例I)
[0058]除了使用不具備保溫板的單晶制造裝置之外，在與實(shí)施例相同的條件下制造直徑為450mm的單晶娃。
[0059](比較例2)
[0060]除了使用如下單晶制造裝置之外，在與實(shí)施例相同的條件下制造直徑為450mm的單晶硅，所述單晶制造裝置使用了不具有使保溫板可獨(dú)立于籽晶夾頭的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行安裝的機(jī)構(gòu)的安裝件。
[0061]其結(jié)果，直至多晶硅原料熔融結(jié)束所需的功率在實(shí)施例、比較例2中為151kW，在比較例I中為192kW。實(shí)施例、比較例2與比較例I相比，多晶硅原料熔融所需的功率減少約21 %。另外，在將能夠無位錯(cuò)地生長(zhǎng)至直體為1cm的情況評(píng)價(jià)為無位錯(cuò)引晶成功的情況下，無位錯(cuò)引晶的成功率在實(shí)施例中為79%，在比較例I中為54%，在比較例2中為67%。另外，與比較例2相比，實(shí)施例的單晶硅的位錯(cuò)化率和雜質(zhì)污染率分別減少12%、8%。
[0062]此外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式為例示，具有與本發(fā)明的權(quán)利要求書所記載的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)性相同的結(jié)構(gòu)，并起到同樣作用效果的任何方式，均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單晶制造裝置，其特征在于，具備坩禍、主腔室、提拉腔室、整流筒、籽晶夾頭及保溫板，所述坩禍?zhǔn)杖菰?；所述主腔室收納對(duì)所述原料進(jìn)行加熱而做成原料熔融液的加熱器；所述提拉腔室連續(xù)設(shè)置在所述主腔室的上部，培育成的單晶被提拉而收容；所述整流筒為圓筒狀，從所述主腔室的頂部向下方延伸設(shè)置，并具有導(dǎo)通所述單晶的開口部；所述籽晶夾頭可旋轉(zhuǎn)，用于保持籽晶；所述保溫板在加熱并熔融所述原料時(shí)，設(shè)置于所述整流筒的所述開口部下端，在提拉所述單晶時(shí)，與所述籽晶一起被提拉，所述單晶制造裝置一邊同時(shí)提拉所述籽晶和所述保溫板，一邊制造所述單晶， 所述籽晶夾頭具備用于安裝所述保溫板的安裝件，該安裝件具有使所述保溫板可獨(dú)立于所述籽晶夾頭的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行安裝的機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶制造裝置，其特征在于，所述安裝件具有下凸緣及上凸緣，所述下凸緣為環(huán)狀，從所述籽晶夾頭的側(cè)面延伸出；所述上凸緣為環(huán)狀，放上所述保溫板，可獨(dú)立于所述籽晶夾頭的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，在所述下凸緣的上表面及所述上凸緣的下表面設(shè)置有環(huán)狀溝槽，通過配置在所述下凸緣的上表面的環(huán)狀溝槽及所述上凸緣的下表面的環(huán)狀溝槽中的三個(gè)以上的球，所述上凸緣載置于所述下凸緣上方。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶制造裝置，其特征在于，所述下凸緣在最外周具有向上方突出的阻擋壁。4.一種單晶制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的單晶制造裝置來制造單晶。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種單晶制造裝置，其特征在于，具備坩堝、主腔室、提拉腔室、整流筒、籽晶夾頭及保溫板，所述主腔室收納加熱器；所述提拉腔室中單晶被提拉而收容；所述整流筒為圓筒狀，從主腔室的頂部向下方延伸設(shè)置，具有導(dǎo)通單晶的開口部；所述籽晶夾頭用于保持籽晶；所述保溫板在加熱并熔融原料時(shí)，設(shè)置于整流筒的開口部下端，在提拉單晶時(shí)，與籽晶一起被提拉，籽晶夾頭具備用于安裝保溫板的安裝件，該安裝件具有使保溫板可獨(dú)立于籽晶夾頭的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行安裝的機(jī)構(gòu)。由此可提供一種單晶制造裝置，其能夠容易地導(dǎo)入，能夠在加熱器的電力為低功率的條件下使原料熔融，能夠抑制引晶時(shí)位錯(cuò)的產(chǎn)生，在提拉單晶時(shí)能夠抑制單晶的位錯(cuò)化。
【IPC分類】C30B15/00, C30B29/06
【公開號(hào)】CN105358743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480036286
【發(fā)明人】高沢雅紀(jì)
【申請(qǐng)人】信越半導(dǎo)體株式會(huì)社
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2014年5月28日
【公告號(hào)】DE112014002768T5, US20160115620, WO2014208000A1