单晶拉制装置以及单晶拉制方法.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CN108026660A(43)申请公布日2018.05.11(21)申请号201680053903.3(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司1(22)申请日2016.08.231002代理人张晶谢顺星(30)优先权数据2015-1856542015.09.18JP(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C30B29/06(2006.01)2018.03.16(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2016/0038272016.08.23(87)PCT国际申请的公布数据WO2017/047008JA2017.03.23(71)申请人信越半导体株式会社地址日本东京都(72)发明人高野清隆权利要求书1页说明书10页附图14页(54)发明名称单晶拉制装置以及单晶拉制方法(57)摘要本发明提供一种单晶拉制装置，其具备：拉制炉，其配置有收容熔融的单晶材料的坩埚且具有中心轴；以及磁场产生装置，其设置在拉制炉周围且具有超导线圈，所述单晶拉制装置特征在于，磁场产生装置以如下方式产生磁场分布：在将含有超导线圈的线圈轴的水平面内的中心轴上的磁力线方向作为X轴时，X轴上的磁通密度分布为向上凸的分布，在将水平面内的中心轴上的磁通密度作为磁通密度设定值的情况下，X轴上的磁通密度在坩埚壁中为磁通密度设定值的80％以下，同时在水平面内与X轴正交且通过中心轴的Y轴上的磁通密度分布为向下凸的分布，Y轴上的磁通密度在坩埚壁中为磁通密度设定值的140％以上。由此，可提供一种能够降低生成的单晶中的氧浓度且能够抑制生成的单晶中的生长条纹的单晶拉制装置。CN108026660ACN108026660A权利要求书1/1页1.一种单晶拉制装置，其具备：拉制炉，其配置有收容加热器及熔融的单晶材料的坩埚且具有中心轴；以及磁场产生装置，其设置在所述拉制炉周围且具有超导线圈，该单晶拉制装置通过向所述超导线圈的通电而对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，所述单晶拉制装置的特征在于，所述磁场产生装置以如下方式产生磁场分布：在将含有所述超导线圈的线圈轴的水平面内的所述中心轴上的磁力线方向作为X轴时，所述X轴上的磁通密度分布为向上凸的分布，在将所述水平面内的所述中心轴上的磁通密度作为磁通密度设定值的情况下，所述X轴上的磁通密度在坩埚壁中为所述磁通密度设定值的80％以下，同时在所述水平面内与所述X轴正交且通过所述中心轴的Y轴上的磁通密度分布为向下凸的分布，所述Y轴上的磁通密度在坩埚壁中为所述磁通密度设定值的140％以上。2.根据权利要求1所述的单晶拉制装置，其特征在于，在所述磁场产生装置中，将分别相对配置的超导线圈的线圈对以各自的线圈轴被包含在同一水平面内的方式设置两对，并且使所述线圈轴间的夹着所述X轴的中心角度α为90度以上120度以下。3.一种单晶拉制方法，其特征在于，其使用权利要求1或2所述的单晶拉制装置来拉制半导体单晶。2CN108026660A说明书1/10页单晶拉制装置以及单晶拉制方法技术领域[0001]本发明涉及一种单晶拉制装置、以及使用其的单晶拉制方法。背景技术[0002]硅或砷化镓等的半导体由单晶构成，用于从小型到大型的计算机的存储器等，当前需求存储装置大容量化、低成本化以及高品质化。[0003]以往，作为用于制造满足这些对半导体需求的单晶的单晶拉制方法的一种，已知如下方法：对收容在坩埚内的熔融状态的半导体材料施加磁场，由此抑止在熔融液中产生的热对流，从而制造大口径且高品质的半导体(一般称为施加磁场柴可拉斯基法(MCZ)法)。[0004]使用图10对以往的使用CZ法的单晶拉制装置的一例进行说明。图10的单晶拉制装置100具备上面能够开闭的拉制炉101，该拉制炉101内为内藏有坩埚102的结构。而且，在拉制炉101的内侧，在坩埚102的周围设置有用于加热熔融坩埚102内的半导体材料的加热器103，在拉制炉101的外侧，配置有将一对超导线圈104(104a、104b)内藏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的超导磁体130。[0005]在制造单晶时，在坩埚102内加入半导体材料106并用加热器103加热，使半导体材料106熔融。将未图示的晶种从例如坩埚102的中央部上方下降插入该熔融液中，用未图示的拉制机构以规定的速度向拉制方向108的方向拉制晶种。由此，晶体在固体·液体边界层生长，生成单晶。这时，若产生由加热器103的加热所引起的熔融液的流体运动、即热对流，则被拉制的单晶容易发生位错，单晶生成的成品率降低。[0006]因此，作为其对策，使用超导磁体130的超导线圈104。