单晶生长装置、该单晶生长装置的使用方法及单晶.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CN112899772A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202011304275.6(22)申请日2020.11.19(30)优先权数据2019-2087192019.11.19JP(71)申请人FTB研究所株式会社地址日本千叶县野田市(72)发明人堀岡佑吉平栗健二初春岩崎龙之介(74)专利代理机构北京庚致知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11807代理人李永虎李伟波(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称单晶生长装置、该单晶生长装置的使用方法及单晶(57)摘要实现碳浓度低的大口径单晶的生长。在生长单晶硅的单晶生长炉中配置对气流进行整流的气流管，通过使该气流管的至少表面层的材质为碳化硅(SiC)，不与硅氧化物引起还原反应，而降低晶体中所包含的碳浓度，并且屏蔽从外部转向到生长中的晶体的辐射热，不仅生长炉材的寿命，而且降低晶体中的碳浓度。CN112899772ACN112899772A权利要求书1/1页1.一种单晶生长装置，具备：晶种卡盘，能够安装晶种且用于将该晶种浸渍到硅的熔化液体并提拉；单晶生长炉，包含发出热射线的加热器，能够进行容纳所述熔化液体的坩埚的设置和所述熔化液体的加热；以及气流管，设置在所述单晶生长炉内，对流过单晶外周的气流进行整流，且抑制热对生长中单晶的辐射，所述气流管的至少表面覆盖有一层不与硅氧化物(SiO)之间引起还原反应的构件，所述构件为含浸硅的碳化硅(SiC)。2.如权利要求1所述的单晶生长装置，其特征在于，所述构件包含在红外区域的热射线的透射率或反射率高于碳(C)且不会因红外光的照射而发热的原料。3.如权利要求2所述的单晶生长装置，其特征在于，所述原料是能够将高纯度维持在金属杂质实质上5ppm以下程度的原料。4.如权利要求1至3中任一项所述的单晶生长装置，其特征在于，还具备水冷管，其吸收从所述层朝着所述单晶发射的波长0.4μm以上的辐射热射线。5.如权利要求1至4中任一项所述的单晶生长装置，其特征在于，所述气流管的厚度为18mm以下。6.如权利要求1至5中任一项所述的单晶生长装置，其特征在于，获得具有所设置的坩埚的内径的30％以上的大口径直径的单晶。7.如权利要求1至6中任一项所述的单晶生长装置，其特征在于，所述熔化液体容纳于第1坩埚，所述单晶生长炉包含保持所述第1坩埚的第2坩埚，所述第2坩埚至少在其表面上以层或膜的方式包含所述构件。8.如权利要求7所述的单晶生长装置，其特征在于，所述第1坩埚为疏液性坩埚。9.如权利要求1至8中任一项所述的单晶生长装置，其特征在于，所述加热器至少在其表面上以层或膜的方式包含所述构件。10.如权利要求1至9中任一项所述的单晶生长装置，其特征在于，所述构件包含碳化硅(SiC)、在表面蒸镀有高纯度的碳化硅(SiC)的碳化硅(SiC)、由硅膜覆盖的碳化硅(SiC)、含浸硅的碳化硅(SiC)、含浸硅的碳化硅(SiC)且在其表面形成碳化硅(SiC)的膜的至少一种。11.一种低碳浓度的单晶硅，利用权利要求1～10的任一项所述的单晶生长装置获得。12.一种单晶生长装置的使用方法，其特征在于，使用权利要求1～10的任一项所述的单晶生长装置，进行单晶生长后，向残留液中补充原料晶体，从同一坩埚生长多个单晶。13.一种单晶硅，其特征在于，碳浓度为1×1015atoms/CC以下。2CN112899772A说明书1/8页单晶生长装置、该单晶生长装置的使用方法及单晶技术领域[0001]本发明涉及单晶生长装置、该单晶生长装置的使用方法及单晶。背景技术[0002]单晶的生长装置及单晶生长方法中，成为半导体硅晶圆的材料或单晶硅型太阳能电池的材料晶圆的材料单晶的制造上，一般采用CZ法(提拉法)或施加磁场的MCZ法。[0003]CZ法、MCZ法是这样一种晶体生长方法：将硅的多晶原料一起填充到坩埚内，作为惰性气体采用氩气气氛且在减压气氛中向加热器供给电力，保护用的碳坩埚中设置石英坩埚，从这些坩埚的外侧利用碳加热器来加热熔化，将原料多晶完全熔化为液体之后，将悬挂在提拉轴的晶种浸渍到该熔化液体表面，一边进行温度调整一边旋转晶种，同是向上方提拉。[0004]在CZ法中使用的CZ炉，在氩气氛中以减压状态10～400Torr(1,333～53,329Pa)，向石英坩埚放入原料多晶硅等，通过向碳加热器通电来加热熔化，使之成为熔化液体，使晶种从上方垂下，在适当温度下浸渍到熔化液体之后，每以一定长度提拉晶种，从而消除处于晶种内的位错缺陷后，使单晶生长而直径逐渐加粗，使成为产品的直体部生长，当达到规定长度时使直径再次变细而形成尾部，从而