单晶提拉装置及单晶提拉方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113811642A(43)申请公布日2021.12.17(21)申请号202080033333.8(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限(22)申请日2020.03.19公司11002代理人张晶刘言(30)优先权数据2019-0884732019.05.08JP(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C30B29/06(2006.01)2021.11.03(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2020/0121642020.03.19(87)PCT国际申请的公布数据WO2020/225985JA2020.11.12(71)申请人信越半导体株式会社地址日本东京都(72)发明人高野清隆矢岛涉菅原孝世鎌田洋之太田友彦权利要求书1页说明书9页附图9页(54)发明名称单晶提拉装置及单晶提拉方法(57)摘要本发明是一种单晶提拉装置，具备：提拉炉，其配置有加热器和坩埚并具有中心轴；以及磁场产生装置，其具有超导线圈，磁场产生装置具有四个超导线圈，在由包含X轴和提拉炉的中心轴的剖面划分的两个区域的每一个中，各两个超导线圈配置为相对于剖面线对称，其中，该X轴是包含四个超导线圈的所有线圈轴的水平面内的中心轴上的磁力线方向，四个超导线圈都配置为，线圈轴相对于Y轴成大于‑30°小于30°的角度范围，该磁力线的方向相对于剖面线对称，在每一个区域中，两个超导线圈产生的磁力线的方向相反。由此，提供一种在单晶提拉装置的解体·安装时不需要使磁场产生装置移动，能够降低培育的单晶中的氧浓度，并且能够抑制培育的单晶中的生长条纹的单晶提拉装置。CN113811642ACN113811642A权利要求书1/1页1.一种单晶提拉装置，具备：提拉炉，其配置有加热器和容纳熔融的单晶材料的坩埚并具有中心轴；以及磁场产生装置，其设置于所述提拉炉的周围，具有超导线圈和内置该超导线圈的低温恒温器，通过向所述超导线圈通电而向所述熔融的单晶材料施加水平磁场，抑制所述熔融的单晶材料在所述坩埚内的对流，其特征在于，所述磁场产生装置具有四个所述超导线圈，并配置为所述四个超导线圈的所有线圈轴包含在单一的水平面内，当将所述水平面内的所述中心轴上的磁力线方向作为X轴时，在由包含该X轴和所述提拉炉的中心轴的剖面划分的第一区域和第二区域中，分别配置有两个所述超导线圈，所述四个超导线圈配置为相对于所述剖面线对称，所述四个超导线圈都配置为，线圈轴在所述水平面内相对于与所述X轴垂直的Y轴成大于‑30°小于30°的角度范围，所述四个超导线圈产生的磁力线的方向相对于所述剖面线对称，在所述第一区域和所述第二区域的每一个中，两个所述超导线圈产生的磁力线的方向相反。2.根据权利要求1所述的单晶提拉装置，其特征在于，作为所述低温恒温器，所述磁场产生装置具备内置全部所述四个超导线圈的コ字形状的低温恒温器，或者具备在所述第一区域和第二区域分别内置两个所述超导线圈的低温恒温器，该两个低温恒温器具有在结构上连结的结构。3.根据权利要求1或2所述的单晶提拉装置，其特征在于，针对所述超导线圈而言，与从铅垂方向上方观察的该超导线圈的宽度相比，该超导线圈的铅垂方向的高度更长。4.一种单晶提拉方法，其特征在于，使用根据权利要求1至3所述的单晶提拉装置提拉单晶硅。2CN113811642A说明书1/9页单晶提拉装置及单晶提拉方法技术领域[0001]本发明涉及单晶提拉装置及使用该装置的单晶提拉方法。背景技术[0002]硅或砷化镓等半导体由单晶构成，用于从小型到大型的计算机的存储器等，要求存储装置的大容量化、低成本化、高质量化。[0003]以往，作为用于制造满足这些半导体要求的单晶的单晶提拉方法之一，已知以下的方法：对容纳在坩埚内的熔融状态的半导体材料(熔融液、熔液)施加磁场，由此抑制在熔融液中产生的热对流，从而制造大直径且高质量的半导体(通常称为磁场施加切克劳斯基(MCZ)法)。[0004]参照图11说明现有的基于CZ法的单晶提拉装置的一例。图11的单晶提拉装置100具备上表面可开闭的提拉炉101，其结构为在该提拉炉101内内置有坩埚102。并且，在提拉炉101的内侧，用于对坩埚102内的半导体材料进行加热熔融的加热器103设置在坩埚102的周围，在提拉炉101的外侧，配置有将一对(两个)超导线圈104(104a、104b)内置于作为圆筒型容器的制冷剂容器(以下称为圆筒型制冷剂容器)105中的超导磁铁130。[0005]在制造单晶时，将半导体材料106放入坩埚102内而通过加热器103加热，使半导体材料106熔融。将未图示的晶种例如从坩埚102的中央部的上方下降插入到该熔融液中，并且利用未图示的提拉机