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6. 发明专利

TWI324643B 單晶矽之製造方法及單晶矽以及矽晶圓有权
简体标题：单晶硅之制造方法及单晶硅以及硅晶圆
公开(公告)号：TWI324643B
公开(公告)日：2010-05-11
申请号：TW092109624
申请日：2003-04-24
申请人：信越半導體股份有限公司
发明人：布施川泉 , 大國禎之 , 三田村伸晃 , 太田友彥 , 勝岡信生
IPC分类号： C30B
CPC分类号： C30B15/22 , C30B15/36 , C30B29/06 , Y10T117/1032
摘要：本發明係一種不進行達斯頸部法而藉由柴可拉斯基法之單晶矽之製造方法，為利用前端部之角度為28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，在使上述種晶的前端部接觸矽融液之前，使其停止在矽融液之正上方而予以加溫，之後，使上述種晶的前端部接觸矽融液，沈入矽融液至所期望直徑為止，之後，轉為拉提以進行單晶之拉伸時，至少在使上述種晶的前端部接觸矽融液而轉為拉伸為止之間，使矽融液表面的溫度變動保持在±5℃以下之單晶矽之製造方法。藉此，在不使用達斯頸部法而藉由柴可拉斯基法以育成單晶矽之方法中，可以提高以無差排育成單晶之成功率的同時，即使為結晶方位之單晶矽的育成，也可以育成一定直徑部直徑超過200mm之大直徑高重量的單晶矽。【創作特點】本發明之課題在於提供：於利用前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，不使用達斯頸部法而藉由CZ法以育成單晶矽時，可以提高能夠以無差排拉伸單晶之成功率，同時即使為結晶方位之單晶矽的育成，也可以育成使形成在種晶前端的結晶之最小值徑在5mm以上，單晶一定直徑部的直徑在200mm，或者在其以上之大直徑的單晶矽的單晶矽之製造方法及單晶矽，以及直徑在200mm以上之面方位(110)的大直徑矽晶圓。
為了解決上述課題，本發明之單晶矽之製造方法係一種不利用達斯頸部法而藉由柴可拉斯基法之單晶矽之製造方法，其特徵為：利用前端部的角度在28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，在使上述種晶的前端部接觸矽融液前，停於矽融液之正上方予以加溫，之後，使上述種晶之前端部接觸矽融液，沈入矽融液至所期望直徑為止，之後，轉為拉伸，以進行單晶的拉伸時，至少在使上述種晶之前端部接觸矽融液而轉為拉伸之間，將矽融液表面之溫度變動保持在±5℃以下。
由於不利用達斯頸部法，所以形成在種晶前端之結晶直徑可以確保在5mm以上之直徑，能夠拉伸直徑200mm以上之大直徑、100kg以上之高重量的單晶矽。
特別是在利用前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，不利用達斯頸部法(將形成在種晶前端之結晶直徑一旦變細為3~5mm之程度，以去除滑移差排)，以無差排以育成單晶矽時，期望種晶係利用前端部之角度在28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，以進行結晶成長。藉由利用種晶前端部的角度為28°以下之種晶，可以提高以無差排拉伸單晶之成功率。
前端部之角度如在28°以下，融液緩和在使種晶接觸矽融液時所產生的熱衝擊，另外，即使在少許產生滑移差排時，藉由使種晶前端部的角度成為28°以下，也容易使滑移差排逃出種晶外。但是，在前端部之角度超過28°時，熱容量在種晶之前端部位變大，在使前端部接觸矽融液時，產生溫度差而產生熱衝擊，藉此，滑移差排便被導入結晶。另外，浸漬在矽融液後的種晶前端部之直徑也自然變粗，所以所導入之滑移差排也難於逃出結晶外。
由此種理由，在本發明之製造方法中，為了抑制矽融液和種晶接觸時的熱衝擊，利用種晶前端部的角度為28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶。
而且，在使上述種晶機處矽融液之前，需要在矽融液之正上方加熱其成為與矽融液表面之溫度略微相同之溫度為止。
在使種晶接觸矽融液之前予以加溫，藉由使種晶前端部的溫度充分接近矽融液之溫度，可使浸漬矽融液之種晶前端部與矽融液之溫度差不見，因而得以抑制熱衝擊之發生。此時，在矽融液正上方之種晶的加溫，最好以5~60分鐘之程度，更適當為20~30分鐘之程度為適當。
如在5~60分鐘之範圍加溫種晶前端部，藉由使種晶前端部的溫度和矽融液表面之溫度充分接近，以進行加溫，不會損及單晶矽之生產性。種晶之加溫更適當為將矽融液和種晶前端部的間隙保持在1~5mm程度之範圍，加溫20~30分鐘，而進行對於矽融液之浸漬，可以使種晶接觸矽融液時的熱衝擊成為儘可能小。
另外，使上述種晶之前端部接觸矽融液，沈入矽融液至所期望之直徑為止至反轉為拉伸之間，需要將種晶附近之矽融液表面的溫度變動保持在±5℃以下以進行浸漬。
矽融液由於藉由配置在其周圍之加熱器所加熱而保持為融液之故，矽融液經常產生熱對流，溫度不絕地微妙變化。藉由此熱對流之溫度變化如太大，即使配合矽融液之溫度以加溫種晶使之接觸矽融液，熱衝擊會行走於種晶前端部，而發生滑移差排。另外，在使種晶之前端部沈入矽融液中時，在前端部之沈入中途，種晶附近之矽融液溫度如變化太大，由於種晶和融液溫度之溫度差，在種晶會產生熱變形，滑移差排進入種晶，此後，要以無差排而使單晶成長變得困難。
為了儘可能抑制此種滑移差排之導入，需要使在使前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶的前端部接觸矽融液時起，至使前端部沈入矽融液至所期望直徑為止而反轉為拉伸之間的種晶前端部附近的融液表面溫度的變動保持在種晶接觸時之溫度的±5℃以下而進行單晶拉伸。矽融液之溫度變動如超過±5℃，在接觸融液時或浸漬時，滑移差排容易進入種晶，可以無差排拉伸單晶矽之成功率會降低。
特別是在一旦滑移差排一被導入，便難於消滅差排之結晶方位的單晶矽中，浸漬種晶之部份的矽融液的溫度變動如超過±5℃時，可以為差排育成單晶矽之可能性變得極小。至少在利用前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶，不應用達斯頸部法以拉伸結晶方位的單晶矽時，需要將浸漬種晶前端部的附近之矽融液的溫度變動對於使種晶接觸融液時的融液溫度，保持在±5℃以下，進行種晶成為所期望直徑之浸漬。
另外，更理想為使矽融液之溫度變動抑制在±3℃以下。如使種晶之浸漬部附近的融液溫度變動變得更小，對於接觸種晶時的融液溫度，保持在±3℃以下以進行拉伸，即使為結晶方位之單晶，幾乎不會發生由於矽融液之溫度變動所帶來之滑移差排，所以可以幾乎確實地以無差排拉伸具有所期望直徑之單晶矽。
另外，使上述種晶之前端部接觸矽融液時的矽融液之溫度為比在利用達斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設為適合於使種晶接觸矽融液之溫度還高10~20℃之矽融液溫度，使種晶接觸矽融液以進行沈入，至少停止上述種晶之下降，而後轉為拉伸後，至形成在種晶下方之結晶直徑開始擴大之間之減徑部的形成上，可以將拉伸速度設在0.5mm/min以下，以拉伸單晶。
矽融液之溫度即使在低於或高於在利用達斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設為適合於使種晶接觸矽融液之溫度時，如其差低於10℃，在將種晶浸漬於矽融液時，浸漬部位無法順利融解在矽融液，結果有可能產生固化等引起異常之結晶成長。
另一方面，矽融液之溫度如超過在利用達斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設為適合於使種晶接觸矽融液之溫度20℃而變得太高時，此次在使種晶接觸矽融液之前，前端部融解，有可能無法使種晶順利接觸矽融液。
如考慮以上情形，浸漬種晶時的矽融液溫度應該保持為比在利用達斯頸部法之單晶矽之製造方法中，設為適合於使種晶接觸矽融液之溫度還高10~20℃之溫度範圍，使種晶接觸矽融液而予以沈入。
而且，至所期望直徑為止之種晶前端部的對於矽融液之沈入結束，停止種晶之下降而轉為拉伸後，至形成於種晶下方之結晶直徑的擴大開始為止之間的減徑部的形成上，期望將拉伸速度保持在0.5mm/min以下，以進行單晶矽之育成。
結束至所期望直徑為止之種晶前端部的沈入，反轉為拉伸後，形成在種晶下方之結晶一旦結晶直徑比種晶沈入結束時間點之直徑變細少許，而進行結晶成長(減徑部之形成)。此時，如以必要以上之快速度進行拉伸，形成在種晶下方之結晶直徑會變得太細，有時會產生結晶由矽融液分離等之不當情形。
為了抑制此種問題，在停止種晶之沈入而轉為拉伸後，至形成於種晶下方之結晶直徑開始擴大之間的減徑部的形成中，以使拉伸速度保持在0.5mm/min以下以進行結晶成長為適當。
另外，為了容易形成上述之種晶的接觸融液浸漬條件，至少在使上述種晶的前端部接觸矽融液之時間點至形成於種晶下方之減徑部的形成結束而開始結晶直徑的擴大為止之間，可以在矽融液施加中心磁場強度為1000G以上之水平磁場，以謀求單晶矽之育成。
在本發明中，重要的是將浸漬種晶前端部之附近的矽融液的溫度變動對於使種晶接觸融液時的融液溫度，保持在±5℃以下予以育成。為了抑制此種收容在坩鍋之矽融液的溫度變動，需要儘可能小地抑制由於配置在坩鍋外圍之加熱器的加熱所產生的矽融液之熱對流。為了有效抑制此熱對流，以一面在矽融液施加磁場，一面利用謀求單晶之育成的磁場施加CZ法(以下，稱為MCZ法)為適當。其中，為了使接觸種晶而予以浸漬時之種晶附近的矽融液溫度穩定，期望將坩鍋內之矽融液的溫度梯度變小效果大的水平磁場施加於矽融液，由種晶之接觸進行至浸漬為止。此種單晶矽之育成方法，有水平磁場施加CZ法(以下，稱為HMCZ法)。
利用此HMCZ法，一面對矽融液施加磁場強度1000G(高斯)以上的磁場，一面使種晶的前端部接觸矽融液，浸漬於融液中至所期望直徑為止，其間，可以融液將浸漬部位附近的矽融液之溫度變動抑制在±5℃以下。但是，不限定於此種控制方法，在磁場強度小於1000G時，或者即使在不施加磁場時，以其他之控制手段，例如藉由燈管加熱以加熱矽融液的表面，使矽融液內之上下方向的溫度梯度緩和，可以抑制熱對流，藉由設定矽融液量小，以使融液深度變淺，也可以抑制矽融液之熱對流，另外，與磁場施加併用，將浸漬種晶部份的矽融液之溫度變動抑制在±5℃以下而予以育成，也可以獲得同樣的效果。
在矽融液施加磁場，如想要適當抑制矽融液的溫度變動，則以在矽融液施加中心的磁場強度為1000G以上之水平磁場，接觸前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶以謀求浸漬為適當。
另外，如考慮裝置構造或實用範圍之磁場施加，則施加於矽融液之磁場的最大強度，如為HMCZ法時，在現況即使最大，中心之磁場強度的上限為9000~10000G。
利用此HMCZ法，在矽融液施加1000G以上之水平磁場以拉伸單晶矽之方法中，特別在結晶直徑超過200mm之大型的單晶矽育成上，相當有效。在育成結晶直徑大的單晶時，考慮生產性或產品率，一般保持矽融液之坩鍋為使用大型者，將超過100kg之大量的原料一次放入坩鍋以進行單晶育成。
保持在坩鍋之原料，即矽融液之量如增加，接近加熱器之矽融液的外圍部和融液中心附近之溫度差變大，熱對流變得活躍，要使種晶浸漬部份附近的融液溫度穩定有困難。此時，如在矽融液施加1000G以上之所期望磁場，坩鍋內之熱對流受到抑制，可以謀求種晶之浸漬部份附近的融液溫度的穩定。
另外，施加於矽融液之水平磁場的強度，在矽融液之溫度穩定外，可以配合育成之單晶的直徑或品質條件而適當選擇。
藉由利用此種單晶矽之製造方法，將前端尖或者去掉尖前端之形狀的種晶接觸矽融液而予以浸漬時的融液溫度變穩定，可以儘可能降低由於熱衝擊所導致之滑移差排的發生，或者完全不使發生，將種晶浸漬至所期望直徑為止。
藉此，可以提高以無差排拉伸具有所期望一定直徑部之單晶矽的成功率，同時利用由於至今之達斯頸部法的限制，在利用CZ法之單晶矽的育成上有困難之結晶方位的上述種晶，可以拉伸結晶方位之單晶矽，另外，一種利用柴可拉斯基法所育成之單晶矽，單晶矽之結晶方位為，而且具有直徑為200mm以上之單晶一定直徑部的單晶矽，或者一種此種單晶矽，由矽融液所拉伸之結晶的總重量為100kg以上，另外，即使超過300kg之單晶矽，也可以予以拉伸。
而且，如將藉由上述製造方法所育成之結晶方位的單晶矽藉由與結晶方位或之結晶相同的製造工程，進行圓筒研磨予以切片而施以鏡面研磨加工，工業上可以有效率地生產成為製作半導體元件時的主材料之晶圓主面的面方位為(110)之矽晶圓。
特別是可以獲得在以往的方法中，育成困難之一定直徑部超過200mm的結晶方位的單晶矽，能夠容易生產晶圓之主直徑為200mm以上，而且晶圓主面之面方位為(110)之矽晶圓。另外，此處所謂矽晶圓之主直徑係指不含定向平面(orientation flat)或者定向凹槽(orientation notch)之晶圓主面的直徑。
如使用此面方位(110)，直徑200mm以上之矽晶圓，可以產品率好而大量生產具有高性能之半導體元件。
結晶軸方位之單晶矽的育成，由於使種晶接觸矽融液時的熱衝擊所帶來之滑移差排對於結晶成長界面為略垂直進入，所以在利用達斯頸部法之方法中，難於消除滑移差排，要大量生產有困難。另外，利用達斯頸部法之結晶方位為的單晶矽之育成上，為了消除滑移差排，需要使縮細部之直徑細至2mm以下，無法有效率地生產結晶直徑大的200mm或者300mm以上的大直徑高重量之結晶。
但是，藉由利用本發明之製造方法，即使是結晶直徑超過200mm之大直徑的結晶方位的單晶矽，或者可以儘可能長地拉伸一定直徑部直徑而重量在100kg以上之結晶方位的單晶矽，也可以安全而有效率地進行生產。
而且，同時在採用結晶方位以外的不利用達斯頸部法以育成單晶矽之無差排附著種晶法之單晶矽的育成中，可以獲得提高以無差排拉伸單晶之成功率的效果。
简体摘要：本发明系一种不进行达斯颈部法而借由柴可拉斯基法之单晶硅之制造方法，为利用前端部之角度为28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶，在使上述种晶的前端部接触硅融液之前，使其停止在硅融液之正上方而予以加温，之后，使上述种晶的前端部接触硅融液，沈入硅融液至所期望直径为止，之后，转为拉提以进行单晶之拉伸时，至少在使上述种晶的前端部接触硅融液而转为拉伸为止之间，使硅融液表面的温度变动保持在±5℃以下之单晶硅之制造方法。借此，在不使用达斯颈部法而借由柴可拉斯基法以育成单晶硅之方法中，可以提高以无差排育成单晶之成功率的同时，即使为结晶方位<110>之单晶硅的育成，也可以育成一定直径部直径超过200mm之大直径高重量的单晶硅。【创作特点】本发明之课题在于提供：于利用前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶，不使用达斯颈部法而借由CZ法以育成单晶硅时，可以提高能够以无差排拉伸单晶之成功率，同时即使为结晶方位<110>之单晶硅的育成，也可以育成使形成在种晶前端的结晶之最小值径在5mm以上，单晶一定直径部的直径在200mm，或者在其以上之大直径的单晶硅的单晶硅之制造方法及单晶硅，以及直径在200mm以上之面方位(110)的大直径硅晶圆。为了解决上述课题，本发明之单晶硅之制造方法系一种不利用达斯颈部法而借由柴可拉斯基法之单晶硅之制造方法，其特征为：利用前端部的角度在28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶，在使上述种晶的前端部接触硅融液前，停于硅融液之正上方予以加温，之后，使上述种晶之前端部接触硅融液，沈入硅融液至所期望直径为止，之后，转为拉伸，以进行单晶的拉伸时，至少在使上述种晶之前端部接触硅融液而转为拉伸之间，将硅融液表面之温度变动保持在±5℃以下。由于不利用达斯颈部法，所以形成在种晶前端之结晶直径可以确保在5mm以上之直径，能够拉伸直径200mm以上之大直径、100kg以上之高重量的单晶硅。特别是在利用前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶，不利用达斯颈部法(将形成在种晶前端之结晶直径一旦变细为3~5mm之程度，以去除滑移差排)，以无差排以育成单晶硅时，期望种晶系利用前端部之角度在28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶，以进行结晶成长。借由利用种晶前端部的角度为28°以下之种晶，可以提高以无差排拉伸单晶之成功率。前端部之角度如在28°以下，融液缓和在使种晶接触硅融液时所产生的热冲击，另外，即使在少许产生滑移差排时，借由使种晶前端部的角度成为28°以下，也容易使滑移差排逃出种晶外。但是，在前端部之角度超过28°时，热容量在种晶之前端部位变大，在使前端部接触硅融液时，产生温度差而产生热冲击，借此，滑移差排便被导入结晶。另外，浸渍在硅融液后的种晶前端部之直径也自然变粗，所以所导入之滑移差排也难于逃出结晶外。由此种理由，在本发明之制造方法中，为了抑制硅融液和种晶接触时的热冲击，利用种晶前端部的角度为28°以下之前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶。而且，在使上述种晶机处硅融液之前，需要在硅融液之正上方加热其成为与硅融液表面之温度略微相同之温度为止。在使种晶接触硅融液之前予以加温，借由使种晶前端部的温度充分接近硅融液之温度，可使浸渍硅融液之种晶前端部与硅融液之温度差不见，因而得以抑制热冲击之发生。此时，在硅融液正上方之种晶的加温，最好以5~60分钟之程度，更适当为20~30分钟之程度为适当。如在5~60分钟之范围加温种晶前端部，借由使种晶前端部的温度和硅融液表面之温度充分接近，以进行加温，不会损及单晶硅之生产性。种晶之加温更适当为将硅融液和种晶前端部的间隙保持在1~5mm程度之范围，加温20~30分钟，而进行对于硅融液之浸渍，可以使种晶接触硅融液时的热冲击成为尽可能小。另外，使上述种晶之前端部接触硅融液，沈入硅融液至所期望之直径为止至反转为拉伸之间，需要将种晶附近之硅融液表面的温度变动保持在±5℃以下以进行浸渍。硅融液由于借由配置在其周围之加热器所加热而保持为融液之故，硅融液经常产生热对流，温度不绝地微妙变化。借由此热对流之温度变化如太大，即使配合硅融液之温度以加温种晶使之接触硅融液，热冲击会行走于种晶前端部，而发生滑移差排。另外，在使种晶之前端部沈入硅融液中时，在前端部之沈入中途，种晶附近之硅融液温度如变化太大，由于种晶和融液温度之温度差，在种晶会产生热变形，滑移差排进入种晶，此后，要以无差排而使单晶成长变得困难。为了尽可能抑制此种滑移差排之导入，需要使在使前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶的前端部接触硅融液时起，至使前端部沈入硅融液至所期望直径为止而反转为拉伸之间的种晶前端部附近的融液表面温度的变动保持在种晶接触时之温度的±5℃以下而进行单晶拉伸。硅融液之温度变动如超过±5℃，在接触融液时或浸渍时，滑移差排容易进入种晶，可以无差排拉伸单晶硅之成功率会降低。特别是在一旦滑移差排一被导入，便难于消灭差排之结晶方位<110>的单晶硅中，浸渍种晶之部份的硅融液的温度变动如超过±5℃时，可以为差排育成单晶硅之可能性变得极小。至少在利用前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶，不应用达斯颈部法以拉伸结晶方位<110>的单晶硅时，需要将浸渍种晶前端部的附近之硅融液的温度变动对于使种晶接触融液时的融液温度，保持在±5℃以下，进行种晶成为所期望直径之浸渍。另外，更理想为使硅融液之温度变动抑制在±3℃以下。如使种晶之浸渍部附近的融液温度变动变得更小，对于接触种晶时的融液温度，保持在±3℃以下以进行拉伸，即使为结晶方位<110>之单晶，几乎不会发生由于硅融液之温度变动所带来之滑移差排，所以可以几乎确实地以无差排拉伸具有所期望直径之单晶硅。另外，使上述种晶之前端部接触硅融液时的硅融液之温度为比在利用达斯颈部法之单晶硅之制造方法中，设为适合于使种晶接触硅融液之温度还高10~20℃之硅融液温度，使种晶接触硅融液以进行沈入，至少停止上述种晶之下降，而后转为拉伸后，至形成在种晶下方之结晶直径开始扩大之间之减径部的形成上，可以将拉伸速度设在0.5mm/min以下，以拉伸单晶。硅融液之温度即使在低于或高于在利用达斯颈部法之单晶硅之制造方法中，设为适合于使种晶接触硅融液之温度时，如其差低于10℃，在将种晶浸渍于硅融液时，浸渍部位无法顺利融解在硅融液，结果有可能产生固化等引起异常之结晶成长。另一方面，硅融液之温度如超过在利用达斯颈部法之单晶硅之制造方法中，设为适合于使种晶接触硅融液之温度20℃而变得太高时，此次在使种晶接触硅融液之前，前端部融解，有可能无法使种晶顺利接触硅融液。如考虑以上情形，浸渍种晶时的硅融液温度应该保持为比在利用达斯颈部法之单晶硅之制造方法中，设为适合于使种晶接触硅融液之温度还高10~20℃之温度范围，使种晶接触硅融液而予以沈入。而且，至所期望直径为止之种晶前端部的对于硅融液之沈入结束，停止种晶之下降而转为拉伸后，至形成于种晶下方之结晶直径的扩大开始为止之间的减径部的形成上，期望将拉伸速度保持在0.5mm/min以下，以进行单晶硅之育成。结束至所期望直径为止之种晶前端部的沈入，反转为拉伸后，形成在种晶下方之结晶一旦结晶直径比种晶沈入结束时间点之直径变细少许，而进行结晶成长(减径部之形成)。此时，如以必要以上之快速度进行拉伸，形成在种晶下方之结晶直径会变得太细，有时会产生结晶由硅融液分离等之不当情形。为了抑制此种问题，在停止种晶之沈入而转为拉伸后，至形成于种晶下方之结晶直径开始扩大之间的减径部的形成中，以使拉伸速度保持在0.5mm/min以下以进行结晶成长为适当。另外，为了容易形成上述之种晶的接触融液浸渍条件，至少在使上述种晶的前端部接触硅融液之时间点至形成于种晶下方之减径部的形成结束而开始结晶直径的扩大为止之间，可以在硅融液施加中心磁场强度为1000G以上之水平磁场，以谋求单晶硅之育成。在本发明中，重要的是将浸渍种晶前端部之附近的硅融液的温度变动对于使种晶接触融液时的融液温度，保持在±5℃以下予以育成。为了抑制此种收容在坩锅之硅融液的温度变动，需要尽可能小地抑制由于配置在坩锅外围之加热器的加热所产生的硅融液之热对流。为了有效抑制此热对流，以一面在硅融液施加磁场，一面利用谋求单晶之育成的磁场施加CZ法(以下，称为MCZ法)为适当。其中，为了使接触种晶而予以浸渍时之种晶附近的硅融液温度稳定，期望将坩锅内之硅融液的温度梯度变小效果大的水平磁场施加于硅融液，由种晶之接触进行至浸渍为止。此种单晶硅之育成方法，有水平磁场施加CZ法(以下，称为HMCZ法)。利用此HMCZ法，一面对硅融液施加磁场强度1000G(高斯)以上的磁场，一面使种晶的前端部接触硅融液，浸渍于融液中至所期望直径为止，其间，可以融液将浸渍部位附近的硅融液之温度变动抑制在±5℃以下。但是，不限定于此种控制方法，在磁场强度小于1000G时，或者即使在不施加磁场时，以其他之控制手段，例如借由灯管加热以加热硅融液的表面，使硅融液内之上下方向的温度梯度缓和，可以抑制热对流，借由设置硅融液量小，以使融液深度变浅，也可以抑制硅融液之热对流，另外，与磁场施加并用，将浸渍种晶部份的硅融液之温度变动抑制在±5℃以下而予以育成，也可以获得同样的效果。在硅融液施加磁场，如想要适当抑制硅融液的温度变动，则以在硅融液施加中心的磁场强度为1000G以上之水平磁场，接触前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶以谋求浸渍为适当。另外，如考虑设备构造或实用范围之磁场施加，则施加于硅融液之磁场的最大强度，如为HMCZ法时，在现况即使最大，中心之磁场强度的上限为9000~10000G。利用此HMCZ法，在硅融液施加1000G以上之水平磁场以拉伸单晶硅之方法中，特别在结晶直径超过200mm之大型的单晶硅育成上，相当有效。在育成结晶直径大的单晶时，考虑生产性或产品率，一般保持硅融液之坩锅为使用大型者，将超过100kg之大量的原料一次放入坩锅以进行单晶育成。保持在坩锅之原料，即硅融液之量如增加，接近加热器之硅融液的外围部和融液中心附近之温度差变大，热对流变得活跃，要使种晶浸渍部份附近的融液温度稳定有困难。此时，如在硅融液施加1000G以上之所期望磁场，坩锅内之热对流受到抑制，可以谋求种晶之浸渍部份附近的融液温度的稳定。另外，施加于硅融液之水平磁场的强度，在硅融液之温度稳定外，可以配合育成之单晶的直径或品质条件而适当选择。借由利用此种单晶硅之制造方法，将前端尖或者去掉尖前端之形状的种晶接触硅融液而予以浸渍时的融液温度变稳定，可以尽可能降低由于热冲击所导致之滑移差排的发生，或者完全不使发生，将种晶浸渍至所期望直径为止。借此，可以提高以无差排拉伸具有所期望一定直径部之单晶硅的成功率，同时利用由于至今之达斯颈部法的限制，在利用CZ法之单晶硅的育成上有困难之结晶方位<110>的上述种晶，可以拉伸结晶方位<110>之单晶硅，另外，一种利用柴可拉斯基法所育成之单晶硅，单晶硅之结晶方位为<110>，而且具有直径为200mm以上之单晶一定直径部的单晶硅，或者一种此种单晶硅，由硅融液所拉伸之结晶的总重量为100kg以上，另外，即使超过300kg之单晶硅，也可以予以拉伸。而且，如将借由上述制造方法所育成之结晶方位<110>的单晶硅借由与结晶方位<100>或<111>之结晶相同的制造工程，进行圆筒研磨予以切片而施以镜面研磨加工，工业上可以有效率地生产成为制作半导体组件时的主材料之晶圆主面的面方位为(110)之硅晶圆。特别是可以获得在以往的方法中，育成困难之一定直径部超过200mm的结晶方位<110>的单晶硅，能够容易生产晶圆之主直径为200mm以上，而且晶圆主面之面方位为(110)之硅晶圆。另外，此处所谓硅晶圆之主直径系指不含定向平面(orientation flat)或者定向凹槽(orientation notch)之晶圆主面的直径。如使用此面方位(110)，直径200mm以上之硅晶圆，可以产品率好而大量生产具有高性能之半导体组件。结晶轴方位<110>之单晶硅的育成，由于使种晶接触硅融液时的热冲击所带来之滑移差排对于结晶成长界面为略垂直进入，所以在利用达斯颈部法之方法中，难于消除滑移差排，要大量生产有困难。另外，利用达斯颈部法之结晶方位为<110>的单晶硅之育成上，为了消除滑移差排，需要使缩细部之直径细至2mm以下，无法有效率地生产结晶直径大的200mm或者300mm以上的大直径高重量之结晶。但是，借由利用本发明之制造方法，即使是结晶直径超过200mm之大直径的结晶方位<110>的单晶硅，或者可以尽可能长地拉伸一定直径部直径而重量在100kg以上之结晶方位<110>的单晶硅，也可以安全而有效率地进行生产。而且，同时在采用结晶方位<110>以外的不利用达斯颈部法以育成单晶硅之无差排附着种晶法之单晶硅的育成中，可以获得提高以无差排拉伸单晶之成功率的效果。

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