(57)【要約】      （修正有）【課題】試料管の貫通孔を通過した粉状体の昇華性ドーパントが、融液に落下することを防止可能なシリコン単結晶引上装置を提供する。【解決手段】シリコン単結晶引上装置１は、引上炉２と、引上炉２の内部又は外部に設けられ、融液５に供給する昇華性ドーパント２３を収容する試料容器６と、引上炉２の内部に設けられ、試料容器６に接合されて試料容器６から供給される昇華性ドーパントを融液５に供給する中空の供給部７と、供給部７の外側に設けられ、融液５からシリコン単結晶４１への輻射熱を遮蔽する筒状の熱遮蔽部材８と、供給部７の内側に設けられ、引上炉２の内部の不純物を除去するように排出されるガスが引上炉２の上下方向に流通する整流筒１５と、を備え、熱遮蔽部材８は、熱遮蔽部材８の内壁面に整流筒１５を載置する載置部１８を、試料容器６の移動範囲の少なくとも下方側に備える。【選択図】図１
2010143777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドープされたシリコン単結晶をチョクラルスキー法により融液から引き上げるシリコン単結晶引上装置であって、
引上炉と、
前記引上炉の内部又は外部に設けられ、前記融液に供給する昇華性ドーパントを収容する試料容器と、
前記引上炉の内部に設けられ、前記試料容器に接合されて該試料容器から供給される前記昇華性ドーパントを前記融液に供給する中空の供給部と、
前記供給部の外側に設けられ、前記融液から前記シリコン単結晶への輻射熱を遮蔽する筒状の熱遮蔽部材と、
前記供給部の内側に設けられ、前記引上炉の内部の不純物を除去するように排出されるガスが前記引上炉の上下方向に流通する整流筒と、を備え、
前記熱遮蔽部材は、該熱遮蔽部材の内壁面に前記整流筒を載置する載置部を、前記試料容器の移動範囲の少なくとも下方側に備えることを特徴とするシリコン単結晶引上装置。
【請求項２】
前記熱遮蔽部材は、その内径が前記融液側に向かって縮径するテーパ状に形成され、
前記載置部は、前記内壁面の前記融液側の端部に設けられる請求項１記載のシリコン単結晶引上装置。
【請求項３】
前記載置部は、前記熱遮蔽部材の内周に沿って延びるように設けられる請求項１又は２に記載のシリコン単結晶引上装置。
【請求項４】
前記供給部は、前記整流筒と一体化されている請求項１から３のいずれか１項に記載のシリコン単結晶引上装置。
【請求項５】
前記引上炉に外付けされ、前記試料容器を内部に収容する試料室をさらに備え、
前記試料容器は、前記試料室の内部と前記引上炉の内部との間を昇降可能である請求項１から４のいずれか１項に記載のシリコン単結晶引上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン単結晶引上装置に関し、具体的には、引上炉内の坩堝に融液を貯留し、チョクラルスキー（ＣＺ）法により、ドープされたシリコン単結晶を融液から引き上げるシリコン単結晶引上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、昇華性ドーパントをシリコン単結晶に添加する方法としては、昇華性ドーパントが収容された試料容器を、引上炉内の融液の上方の所定位置まで下降し、融液から輻射される輻射熱によって昇華性ドーパントを加熱して昇華させ、昇華によって気体となった昇華性ドーパントを、試料容器の下方に位置する供給部を介して融液に導入する方法が取られている。引上炉には、融液からの輻射熱を遮蔽する熱遮蔽部材が配置されており、供給部は、熱遮蔽部材の内側に配置されている。また、供給部の内側には、引上炉内の不純物を除去するように排出されるガス（パージガス）の流通する整流筒が設けられている。
【０００３】
気化した昇華性ドーパントを試料容器から供給部へ送る方法として、本出願人は、試料容器と供給部とを接合する接合手段に関する技術を発明し、特許出願を行った（特願２００８−１９５９９９）。この特許出願の明細書等に記載された発明は、接合手段の試料容器側に複数の貫通孔を有する板状体の仕切りを設け、試料容器と供給部とを接合手段により接合すると、この貫通孔から気化したドーパントを供給部へ移動させる構成となっている。
【０００４】
しかしながら、昇華性ドーパントは、固体から気体へ昇華するまでに徐々に体積が小さくなるため、この貫通孔よりも小さい粉状体となった昇華性ドーパントが、貫通孔を通過することがあり得る。貫通孔を通過可能となった粉状体の昇華性ドーパントは、試料容器が下降して供給部に接合される前に、板状体の貫通孔から融液に落下する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
粉状体の昇華性ドーパントが貫通孔を通過して融液に落下した場合、落下した粉状体の昇華性ドーパントは、シリコン単結晶に付着する可能性がある。粉状体の昇華性ドーパントがシリコン単結晶に付着すると、シリコン単結晶が有転位化するおそれがあり、好ましくない。
【０００６】
本発明は、試料容器の貫通孔を通過した粉状体の昇華性ドーパントが、融液に落下することを防止可能なシリコン単結晶引上装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本発明のシリコン単結晶引上装置は、ドープされたシリコン単結晶をチョクラルスキー法により融液から引き上げるシリコン単結晶引上装置であって、引上炉と、前記引上炉の内部又は外部に設けられ、前記融液に供給する昇華性ドーパントを収容する試料容器と、前記引上炉の内部に設けられ、前記試料容器に接合されて該試料容器から供給される前記昇華性ドーパントを前記融液に供給する中空の供給部と、前記供給部の外側に設けられ、前記融液から前記シリコン単結晶への輻射熱を遮蔽する筒状の熱遮蔽部材と、前記供給部の内側に設けられ、前記引上炉の内部の不純物を除去するように排出されるガスが前記引上炉の上下方向に流通する整流筒と、を備え、前記熱遮蔽部材は、該熱遮蔽部材の内壁面に前記整流筒を載置する載置部を、前記試料容器の移動範囲の少なくとも下方側に備えることを特徴とする。
【０００８】
（２）  前記熱遮蔽部材は、その内径が前記融液側に向かって縮径するテーパ状に形成され、前記載置部は、前記内壁面の前記融液側の端部に設けられることが好ましい。
【０００９】
（３）  前記載置部は、前記熱遮蔽部材の内周に沿って延びるように設けられることが好ましい。
【００１０】
（４）  前記供給部は、前記整流筒と一体化されていることが好ましい。
【００１１】
（５）  前記引上炉に外付けされ、前記試料容器を内部に収容する試料室をさらに備え、前記試料容器は、前記試料室の内部と前記引上炉の内部との間を昇降可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、試料容器の貫通孔を通過した粉状体の昇華性ドーパントが、融液に落下することを防止可能なシリコン単結晶引上装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のシリコン単結晶引上装置１の実施形態について具体的に説明する。図１は本実施形態のシリコン単結晶引上装置１を説明する概略図である。図１に示すように、本実施形態のシリコン単結晶引上装置１は、引上炉（チャンバ）２と、坩堝３と、ヒータ９と、保温筒１３と、引き上げ機構４と、整流筒１５（１５ａ、１５ｂ）と、試料室２７と、試料管（試料容器）６と、供給部７と、接合手段１１と、熱遮蔽部材８と、を備えている。
【００１４】
引上炉２は、その上方にシリコン単結晶４１を引き上げるための開口を有するシリコン単結晶４１引上げ用の容器である。引上炉２は、その内部を真空に保ち、ＣＺ法による結晶成長に用いることができる。
【００１５】
坩堝３は、引上炉２の内部に設けられ、多結晶シリコン（Ｓｉ）からなる原料を溶融した融液５を収容する。坩堝３は、黒鉛坩堝３２とその内側の石英坩堝３１とから構成されている。ヒータ９は、坩堝３の周囲に設けられ、坩堝３の中にある原料を加熱して溶融する。保温筒１３は、ヒータ９と引上炉２の内側の面との間に設けられ、ヒータ９からの輻射熱を遮断し、保温する。なお、本明細書において「内側」とは引上炉２の中心側を意味し、「外側」とは引上炉２の中心から反対側へ離れた側を意味する。
【００１６】
整流筒１５は、供給部７よりも内側における坩堝３の上方に設けられ、上方のカーボン製の第１整流筒１５ａと、第１整流筒１５ａの下方に接続された石英製の第２整流筒１５ｂとを有する。整流筒１５により、パージガス（引上炉２の内部の不純物を除去するように排出されるガス）は、引上炉２の上下方向に流通することができる。
【００１７】
引上げ機構４は、坩堝３の上方における整流筒１５の内側に設けられている。引上げ機構４は、引上げ用ケーブル４ａと、引上げ用ケーブル４ａの下端に取り付けられた種結晶ホルダ４ｂとを備える。この種結晶ホルダ４ｂによって種結晶が把持される。
【００１８】
試料室２７は、引上炉２の上方に外付けされており、融液５に供給する昇華性ドーパント２３を収容できる。試料容器としての試料管６は、試料室２７の内部に配置され、昇華性ドーパント２３が供給される。試料管６は、試料室２７の内部と引上炉２の内部との間を昇降可能な昇降手段２５に取り付けられて、試料室２７の内部と引上炉２の内部との間を昇降できる。
【００１９】
供給部７は、中空の形状を備え、第２整流筒１５ｂの外面と一体化して引上炉２の内部に設けられている。供給部７は、引上炉２の内部へ下降した試料管６に接合手段１１により接合され、試料管６から供給される昇華性ドーパント２３を融液５に供給する。
【００２０】
熱遮蔽部材８は、引上炉２の内部における供給部７より外側に設けられる。熱遮蔽部材８は、融液５の輻射熱を遮蔽する筒状の部材である。熱遮蔽部材８の内壁面には、整流筒１５を載置する載置部１８が設けられている。
【００２１】
次に、シリコン単結晶引上装置１の各部について詳細に説明する。
図２は、熱遮蔽部材８と第２整流筒１５ｂとの位置関係を説明する概略図である。図１及び図２を参照して、第２整流筒１５ｂ及び熱遮蔽部材８について説明する。
上述の通り、整流筒（パージチューブ）１５は、引上炉２の上方から下方に延びるように設けられている。整流筒１５は、筒状の形状を備えており、第１整流筒１５ａ及び第２整流筒１５ｂは、上下方向に接合されている。第１整流筒１５ａは、その上端部が引上炉２の上方に取り付けられ、下方に延びている。第２整流筒１５ｂは、その上端部が第１整流筒１５ａの下端部に接続され、下方に延びている。第２整流筒１５ｂの下端部には、熱遮蔽部材８に載置可能なリブ１５１が形成されている。
【００２２】
熱遮蔽部材８は、融液５やヒータ９等の発熱体から発生する輻射熱を遮断するとともに、引上炉２の上方から供給されるパージガスのアルゴンガス１７を融液表面５ａの中央に導くものである。熱遮蔽部材８は、シリコン単結晶４１の外周に配置される筒状の形状を有する。熱遮蔽部材８は、その内径が融液５側（下方）に向かって縮径するテーパー形状となっている。熱遮蔽部材８の下端部は、坩堝３よりも水平方向内側に配置されている。この下端部から熱遮蔽部材８の内壁面が上方外側へ傾斜して延び、保温筒１３に接続されている。熱遮蔽部材８は厚みを有し、内壁面８ａ及び外壁面８ｂを有する。
【００２３】
熱遮蔽部材８の載置部１８は、試料管６の移動範囲の下方側に配置されるように構成されている。具体的には、載置部１８は、内壁面８ａの融液５側の端部（下方端部）に設けられ、熱遮蔽部材８の内周に沿って全周に延びるように配置されている。「試料管６の移動範囲の下方側」は、試料管６の移動範囲の真下のみに限られず、試料管６の移動範囲から試料管６が移動する方向に沿って延長した仮想延長線の下方側をも含む。
載置部１８における第２整流筒１５ｂが載置される上面は平坦である。載置部１８に第２整流筒１５ｂが載置された状態では、第２整流筒１５ｂと熱遮蔽部材８の内壁面８ａとの間には、隙間が全く又はほとんどない状態となっている。
【００２４】
図３（ａ）は、試料管６と供給部７との位置関係を示す部分縦断面図である。図３（ｂ）は、試料管６が供給部７に接合される直前の状態を示す部分拡大縦断面図である。図１から図３（ｂ）を参照して、試料管６及び供給部７についてさらに詳細に説明する。
図１に示すように、試料室２７は、成長させるシリコン単結晶４１にドープさせる昇華性ドーパント（不純物）２３を収容するものである。試料室２７は、引上炉２の上方に、後述する遮蔽手段２４を介して外付けされている。ここで、試料室２７に収容する昇華性ドーパント２３としては、シリコン単結晶４１にＮ型の電気的特性を与えるためのＮ型用のドーパントである、砒素Ａｓ及び赤燐Ｐが挙げられる。砒素Ａｓ及び赤燐Ｐは、昇華可能な昇華性ドーパントであるため、比較的低い温度で固相から気相に気化させることができる。
【００２５】
試料室２７に昇華性ドーパント２３を収容する際には、試料管６に昇華性ドーパント２３が収容されるとともに、試料管６が試料室２７に収容される。試料管６は、略円筒形の形状を有する。試料管６は、試料室２７の内部から引上炉２の内部に延びるように設けられるガイドレール２５ｂの溝に沿って配置され、ガイドレール２５ｂに案内されて試料室２７の内部と引上炉２の内部との間を昇降する。試料管６については、後に詳述する。
【００２６】
昇降手段２５は、試料管６を、後述する供給部７に接合するように昇降させるものである。昇降手段２５は、試料管６が摺動可能なガイドレール２５ｂ及びガイドレール２５ｂに沿って試料管６を昇降させるワイヤ機構２５ａを備える。ワイヤ機構２５ａは、試料管６に取り付けられるワイヤ２６と、ワイヤ２６を巻き取る巻き取りドラム２５２と、巻き取りドラム２５２を駆動するモータ２５１と、を備える。ワイヤ機構２５ａは、試料管６をガイドレール２５ｂに沿ってワイヤ２６により昇降させる機構であり、モータ２５１により巻取りドラム２５２を駆動して、ワイヤ２６を介して試料管６の高さ位置を調節する。
【００２７】
ガイドレール２５ｂは、試料室２７の内部から供給部７に向かって設けられ、試料管６が昇降する位置を規定するものである。ガイドレール２５ｂは、黒鉛材からなることが好ましい。ガイドレール２５ｂを黒鉛材から形成することにより、高い耐熱性を持たせることができる。
【００２８】
これらの昇降手段２５は、図１に示すように、シリコン単結晶４１及び引上げ機構４と干渉せず、融液５に浸漬しない位置に配置する。昇降手段２５を引上げ機構４と干渉しない位置に配置することにより、シリコン単結晶４１を引き上げながら昇華性ドーパント２３を投入することができる。
【００２９】
遮蔽手段２４は、引上炉２と試料室２７とを熱的に遮断するものである。遮蔽手段２４は、試料室２７から引上炉２の内部へガイドレール２５ｂが延びる方向に直交するように設けられている。遮蔽手段２４としては、スライドゲートバルブが好ましく用いられる。遮蔽手段２４を開閉することにより、試料室２７の内部の気圧を自由に調節することができる。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、試料管６は、管状の試料管本体６４と、供給部７側に向かって突出する凸部６１とを備える。凸部６１は、試料管６をガイドレール２５ｂに沿って配置した場合に供給部７側となる端部に設けられている。凸部６１は、試料管６の試料管本体６４の端面６３（図３（ｂ）参照）の略中央部から突出し、略球状の形状を有する。「略球状の形状」とは、完全な球状ではないが、大部分が球状の曲面を備えていることを意味する。この凸部６１は、後述する供給部７とともに、試料管６と供給部７との間を連通可能に接合する接合手段１１を構成する。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、凸部６１の内部は中空である。試料管６の供給部７側の端部には、試料管６の内部から外部へ連通する排出口６２が設けられる。排出口６２には、複数の貫通孔６７が形成された板状体６６が取り付けられている。上述の接合手段１１は、試料管６の供給部７側の端部に設けられ複数の貫通孔６７を備える板状体６６によって仕切られている。この複数の貫通孔６７の直径は、例えば１〜３ｍｍ程度である。試料管６は、遮蔽手段２４が開いたときに、ワイヤ機構２５ａの駆動によって、ガイドレール２５ｂを摺動して降下する。試料管６は、降下した後、引上炉２の内部に設けられた供給部７と接合される。試料管６が供給部７と接合されると、排出口６２に取り付けられた板状体６６の複数の貫通孔６７を介して、昇華性ドーパント２３が試料管６から供給部７に供給される。
【００３２】
供給部７は、中空の形状を備え、昇降手段２５により降下した試料管６と接合される。供給部７は、融液５等からの輻射熱が与えられることによって気化した昇華性ドーパント２３を融液５に供給するものである。図１に示すように、供給部７は、シリコン単結晶４１及び引上げ機構４と干渉せず、融液５に浸漬しない位置に配置される。供給部７の材質は、融液５等の輻射熱による高温に耐える材質を用いることができ、具体的には石英を用いることができる。
【００３３】
供給部７は、昇華性ドーパント２３を融液５に導く供給部本体７４と、供給部７の上方の端部に設けられ、試料管６側へ突出する接合部７２とを備える。接合部７２は、試料管６の凸部６１が嵌合可能な凹形状を有する凹部７１を備える。接合手段１１は、凸部６１及び凹部７１が接合された状態のボールジョイント構造で形成される。凹部７１は、ガイドレール２５ｂに沿って降下した試料管６の凸部６１が嵌合して接合するように、ガイドレール２５ｂの軌道上に配置される。
【００３４】
図２及び図３（ａ）に示すように、供給部７は石英製の第２整流筒１５ｂと一体化されて形成されている。供給部７は、第２整流筒１５ｂの上方の外側に、試料管６が降下する位置に対応して形成されている。供給部７の下方からは、融液５の表面に昇華性ドーパント２３を吹きつけるための供給管７８が延びている。供給管７８は、第２整流筒１５ｂの外側から内側に連通しており、供給部７を流通した気化した昇華性ドーパント２３は、第２整流筒１５ｂの内部を通って融液表面５ａに吹き付けられる。
【００３５】
載置部１８は、熱遮蔽部材８の下端部に、熱遮蔽部材８の内周に沿って全周に延びるように設けられており、熱遮蔽部材８及び第２整流筒１５ｂは、互いに隙間が全く又はほとんどなく配置されている。
【００３６】
次に、本実施形態のシリコン単結晶引上装置１の使用例について説明する。
まず、図１に示すように、種結晶ホルダ４ｂによって種結晶が把持された状態で、坩堝３の中に原料を入れ、ヒータ９を用いて加熱し、原料を溶融して融液５にする。融液５の溶融状態が安定化したところで、引上げ用ケーブル４ａを降下して種結晶ホルダ４ｂに把持させた種結晶（図示せず）を融液５に浸漬する。種結晶を融液５になじませた後で、引上げ用ケーブル４ａを上昇させ、融液５からシリコン単結晶（シリコン単結晶インゴット）４１を引上げて成長させる。シリコン単結晶４１を成長させる際、坩堝３を回転軸１６によって回転させる。それとともに、引上げ機構４の引上げ用ケーブル４ａを、回転軸１６の回転方向と同じ方向又は逆の方向に回転させる。ここで、回転軸１６は鉛直方向にも駆動することができ、坩堝３を任意の上方方向の位置に上下動させることもできる。
【００３７】
このとき、引上炉２の内部は外気を遮断して真空状態（例えば数ＫＰａ程度）に減圧し、パージガスとして不活性ガスのアルゴンガス１７を供給しつつ、ポンプを用いてアルゴンガス１７を排気する。引上炉２の内部にアルゴンガス１７を流通させることにより、引上炉２の内部で発生した蒸発物を、アルゴンガス１７とともに引上炉２の外部に除去することができる。このときのアルゴンガス１７の供給流量は、結晶成長の各プロセスによって各々設定することができる。
【００３８】
シリコン単結晶４１が成長してくると、融液５の減少によって融液５と坩堝３との接触面積が変化し、坩堝３からの酸素溶解量が変化するため、引き上げられるシリコン単結晶４１中の酸素濃度分布に影響を与える。ここで、坩堝３の上方及びシリコン単結晶４１の周囲に、熱遮蔽部材８が設けられているので、引上炉２の上方より供給されるアルゴンガス１７は熱遮蔽部材８により融液表面５ａの中央に導かれ、さらに融液表面５ａを経由して融液表面５ａの周縁部に導かれる。アルゴンガス１７は、融液５からの蒸発物とともに、引上炉２の下部に設けた排気口（図示せず）から排出される。それにより、融液表面５ａ上のガス流速を安定化させ、融液５から蒸発する酸素を安定な状態に保つことができる。
【００３９】
また、熱遮蔽部材８により、種結晶及び成長するシリコン単結晶４１に対する、坩堝３、融液５、ヒータ９等の高温部で発生する輻射熱が遮断される。熱遮蔽部材８の下端と融液表面５ａとの距離は、坩堝３の上下動によって調整してもよく、熱遮蔽部材８の昇降装置による上下動によって調整してもよい。
【００４０】
稼働中の引上炉２の内部に昇華性ドーパント２３を収容するにあたり、遮蔽手段２４を閉じた状態で試料室２７を開放し、試料室２７に収容されている試料管６に昇華性ドーパント２３を投入する。試料管６は昇降手段２５のワイヤ機構２５ａに接続され、ワイヤ機構２５ａによってガイドレール２５ｂを摺動し、昇降する。
【００４１】
その後、シリコン単結晶４１に昇華性ドーパント２３をドープし始めるタイミング、すなわちシリコン単結晶４１の肩部から直胴部の前半部まで成長したタイミングで、遮蔽手段２４を開放する。ここで、遮蔽手段２４を開放する際には、昇華性ドーパント２３を試料室２７の所定の位置に収納して試料室２７の扉を閉めた後、試料室２７側の真空ポンプを作動させて引上炉２の内部と試料室２７の内部とを調圧してから、遮蔽手段２４を開放するようにする。
【００４２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、試料管６は、ガイドレール２５ｂに案内されて引上炉２内に入り、試料管６の下方に配置されている供給部７に接合される。具体的には、試料管６の供給部７側の端部に設けられた凸部６１が、供給部７の試料管６側の端部に設けられた接合部７２の凹部７１に嵌合する。試料管６の供給部７側の端部には、排出口６２が形成されており、排出口６２には、細かい複数の貫通孔６７を備える板状体６６が取り付けられている。このため、接合手段１１の凸部６１及び凹部７１が接合されると、複数の貫通孔６７を介して試料管６と供給部７との間が連通する。気化した昇華性ドーパント２３は、複数の貫通孔６７を介して、試料管６から供給部７へ供給される。
【００４３】
昇華性ドーパント２３が気化する過程で、体積が小さくなった粉状体の昇華性ドーパント２３は、複数の貫通孔６７を通過して、試料管６の外部に排出されてしまう場合がある。試料管６がガイドレール２５ｂを降下して、試料管６の凸部６１が供給部７の凹部７１に接合される前に、昇華性ドーパント２３の粉状体が複数の貫通孔６７を通過すると、融液表面５ａに落下する可能性もある。しかしながら、図３（ａ）に示すように、試料管６がガイドレール２５ｂを降下して供給部７に接合されるまでの少なくとも試料管６の移動範囲の下方側には、載置部１８が配置されている。載置部１８は熱遮蔽部材８の内壁面８ａに設けられ、載置部１８の上に第２整流筒１５ｂが載置されているので、熱遮蔽部材８及び第２整流筒１５ｂは、互いに隙間が全く又はほとんどなく配置されている。このため、落下した昇華性ドーパント２３の粉状体は、載置部１８又は第２整流筒１５ｂでせき止められて、融液表面５ａに到達しない。
【００４４】
本実施形態によれば、次のような効果が奏される。
本実施形態によれば、熱遮蔽部材８の内壁面８ａに第２整流筒１５ｂを載置する載置部１８を設け、この載置部１８を少なくとも試料管６の移動範囲に対応させた。このため、試料管６がガイドレール２５ｂを下降して供給部７に接合される前に、試料管６の供給部７側の端部に設けられた複数の貫通孔６７から、昇華性ドーパント２３の粉状体が排出された場合でも、昇華性ドーパント２３の粉状体は、載置部１８及び第２整流筒１５ｂが隙間を全く又はほとんどなく配置されている部分に落下する。したがって、昇華性ドーパント２３の粉状体が融液表面５ａに到達することを防止でき、融液５やシリコン単結晶４１に付着して有転位化することが防止できる。
【００４５】
本実施形態によれば、熱遮蔽部材８を、その内径が融液５側に向かって縮径するテーパ状となるように形成し、載置部１８を、熱遮蔽部材８の内壁面８ａの融液５側の端部に設けた。このため、試料管６の供給部７側の端部に設けられた複数の貫通孔６７から、昇華性ドーパント２３の粉状体が排出されて熱遮蔽部材８の内壁面８ａに落下した場合でも、昇華性ドーパント２３の粉状体は、内壁面８ａの傾斜に沿って下方に移動する。載置部１８と第２整流筒１５ｂとの隙間が全く又はほとんどなく配置されている部分は、下方に移動した昇華性ドーパント２３の粉状体をせき止め、収集することができる。
【００４６】
本実施形態によれば、載置部１８を、熱遮蔽部材８の内周に沿って延びるように設けた。このため、第２整流筒１５ｂが、載置部１８により安定して支持される。
【００４７】
本実施形態によれば、供給部７を、第２整流筒１５ｂと一体化させた。このため、供給部７を第２整流筒１５ｂに設置する必要がなくなり、部品数を減少させることができる。
【００４８】
本発明の実施形態は、上記の実施形態に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。
上記の実施形態における載置部１８は、熱遮蔽部材８の内周に沿って全周に延びるように設けられている。しかしながら、載置部１８は、試料管６の移動範囲の下方側に配置されていれば、必ずしも熱遮蔽部材８の内周に沿って全周に延びるように設けられなくともよい。例えば、載置部１８を、熱遮蔽部材８の内周における下端に、非連続的に数箇所配置し、数箇所のうち少なくとも一箇所を試料管６の移動範囲の下方側に配置する構成としてもよい。
【００４９】
また、例えば、供給部７の内部に、略水平方向に延びる受け部を設け、昇華性ドーパント２３の粉状体が供給部７の内部に落下した場合に、この粉状体を受け止める構成としてもよい。受け部により粉状体が受け止められ、気化した昇華性ドーパント２３のみが供給部７から融液表面５ａに供給されるため、昇華性ドーパント２３の粉状体が融液表面５ａに到達することを防止でき、融液やシリコン単結晶４１に付着して有転位化することが防止できる。
【００５０】
また、上記の実施形態では、試料室２７は引上炉２に外付けされているが、試料室２７は、引上炉２の内部に取り付けられていてもよい。
例えば、引上炉の内部に設けた試料室の内部から、試料室の外部の融液側に向かって延びるガイドレールを設け、試料室と引上炉内の雰囲気との間にスライドゲートバルブを配置し、試料管がワイヤ機構によりガイドレールに沿って昇降する構成としてもよい。
【００５１】
また、上記の実施形態では、試料室２７が設けられているが、昇華性ドーパント２３を気化させて供給部７に供給することができれば、試料室２７を含まない構成としてもよい。
例えば、試料管を引上炉の内部に取り付け、ワイヤ機構により駆動させて、試料管が、供給部に接続されるように構成してもよい。試料管及び供給部の配置は、引上炉の内部の他の構成によって適宜変更可能であり、試料管を供給部に対して略水平方向に移動するものとしてもよく、上下方向に昇降させるものとしてもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、試料容器６は中空の管状の形状を備えた試料管としているが、昇華性ドーパント２３を供給部７に供給できる形状であれば、特に限定されない。
例えば、試料容器は、立方体等の上部が開口した筐体であってもよい。あるいは、試料容器は、その内部に複数に分かれた収納部を備え、この収納部を順次供給部に接合させることにより、昇華性ドーパントを順次供給部に供給する構成としてもよい。
【００５３】
なお、上記の実施形態では、吹き付け法により昇華性ドーパント２３を融液５に供給するようにしているが、供給部７の供給管７８を融液５に浸漬する浸漬法を用いて昇華性ドーパント２３を融液５に供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態に係るシリコン単結晶引上装置を説明する概略図である。
【図２】本実施形態に係る熱遮蔽部材及び整流筒の位置関係を説明する概略図である。
【図３】（ａ）は、試料管と供給部との位置関係を示す部分縦断面図である。（ｂ）は、試料管が供給部に接合される直前の状態の部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１      シリコン単結晶引上装置
２      引上炉
６      試料管（試料容器）
７      供給部
８      熱遮蔽部材
８ａ    内壁面
１１    接合手段
１５    整流筒
１５ａ  第１整流筒
１５ｂ  第２整流筒
１８    載置部
２３    昇華性ドーパント
２７    試料室
４１    シリコン単結晶
【図１】
2010143777.tif 000003
【図２】
2010143777.tif 000004
【図３】
2010143777.tif 000005