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公開番号2025120368
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2025096931,2022007607
出願日2025-06-10,2022-01-21
発明の名称単結晶シリコンの製造方法及び評価方法
出願人信越化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C30B 29/06 20060101AFI20250807BHJP(結晶成長)
要約【課題】コストを削減することができる単結晶シリコンの製造方法及び評価方法を提供する。
【解決手段】単結晶シリコンの製造方法は、種結晶5を用いたFZ法によって第一単結晶シリコン20aを製造する工程と、前記第一単結晶シリコン20aを製造した後で、前記種結晶5を分離する工程と、前記種結晶5を用いてFZ法によって第二単結晶シリコン20bを製造する工程と、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
種結晶を用いたＦＺ法によって第一単結晶シリコンを製造する工程と、
前記第一単結晶シリコンを製造した後で、前記種結晶を分離する工程と、
分離した前記種結晶を用いてＦＺ法によって第二単結晶シリコンを製造する工程と、
を備える、単結晶シリコンの製造方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記第一単結晶シリコンを製造した後で、前記第一単結晶シリコンをＦＺ装置から取り外す工程を備え、
取り外した前記第一単結晶シリコンの端部を砕くことで生成した第一単結晶シリコンから前記種結晶を分離する、請求項１に記載の単結晶シリコンの製造方法。
【請求項３】
前記種結晶の方位が（１１１）である、請求項１又は２に記載の単結晶シリコンの製造方法。
【請求項４】
種結晶のうち径が連続的に細くなっている傾斜部で切断されることで前記種結晶が分離される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の単結晶シリコンの製造方法。
【請求項５】
評価用単結晶シリコンの製造方法である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の単結晶シリコンの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の評価用単結晶シリコンに対する評価項目が、抵抗率、カーボン濃度及びフォトルミネッセンス法による不純物量測定のいずれか１つ以上である評価方法。
【請求項７】
分離した前記種結晶の評価を行う工程を備えた、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の単結晶シリコンの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶シリコンの製造方法及び評価方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
多結晶シリコンは、半導体用の単結晶シリコンあるいは太陽電池用シリコンの原料である。多結晶シリコンの製造方法としては、シーメンス法が知られている。シーメンス法は、一般にシラン原料ガスを加熱されたシリコン芯線に接触させることにより、該シリコン芯線の表面にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて多結晶シリコンを析出さ
せる方法である。
【０００３】
シーメンス法は、シリコン芯線を鉛直方向２本、水平方向１本の鳥居型に組み立て、当該鳥居型シリコン芯線の両端部をそれぞれ芯線ホルダに接続し、底板上に配置した一対の金属製の電極に固定する。一般的には反応炉内には複数組の鳥居型シリコン芯線を配置した構成となっている。
【０００４】
鳥居型のシリコン芯線を析出温度まで通電により加熱し、原料ガスとして例えばトリクロロシランと水素の混合ガスをシリコン芯線上に接触させ、シリコンが気相成長し、所望の直径の多結晶シリコン棒が逆Ｕ字状に形成される。
【０００５】
シーメンス法で作製される多結晶シリコンは前述したように、半導体用の単結晶シリコンあるいは太陽電池用シリコンの原料として用いられる。これらは不純物濃度の低い高純度のものが必要である。それには、作製された多結晶シリコンの品質評価も重要となる。
【０００６】
そのような中で、多結晶シリコンの品質評価方法についてはＪＩＳ、ＪＥＩＴＡ、ＡＳＴＭなど様々な規格において規格化がなされている。
【０００７】
例えば、非特許文献１であるＪＩＳＨ０６１５の３．２項ではＦＺ用試料に関して記載されていており、ＦＺ無転位単結晶製造用に結晶方位（１１１）の種結晶を使用し、無転位結晶を作成することとなっている。
【０００８】
通常、種結晶は容易に単結晶化できるように単結晶化されたブロックから、一定の大きさに切断され、化学的処理を行い使用している。
【０００９】
また、ＦＺ法、ＣＺ法どちらの場合でも結晶方位を持つ単結晶シリコンの種結晶を用いて、シリコン融液に接触させた後に絞りと呼ばれる直径を細める操作を行い、絞り部を形成した後に徐々に直径を広げるダッシュネッキング法が知られている。
【００１０】
この方法によると、絞り部の最小直径は２～３ｍｍまで細くする必要があり、ＣＺ法においては種結晶を上方へ引き上げるため、大口径の結晶で重量増に絞り部が耐えられない。そこで、特許文献１及び特許文献２では絞りを行うことなく単結晶を製造するため、種結晶の先端部の形状が尖った形状又は尖った先端を切り取った形状とすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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