(57)【要約】【課題】ドーパントの蒸発を低減可能な、シリコン単結晶の製造方法を提供すること。【解決手段】シリコン単結晶の製造方法は、熱遮蔽体２８の下方においてシリコン単結晶ＳＭを囲む円環板状の本体部２９Ａを備えた整流部材を配置し、シリコン単結晶ＳＭの育成中に、チャンバ内部の圧力を２０ｋＰａ以上に制御し、整流部材をドーパント添加融液ＭＤから離間させた状態を維持し、シリコン単結晶ＳＭと熱遮蔽体２８との間に不活性ガスＧを導入し、不活性ガスＧを第１流通ガスＧ１と、第２流通ガスＧ２とに分離する。【選択図】図２
2018140882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
坩堝と、
前記坩堝を昇降および回転させる坩堝駆動部と、
前記坩堝を加熱してシリコン融液にドーパントが添加されたドーパント添加融液を生成する加熱部と、
種子結晶を前記ドーパント添加融液に接触させた後に引き上げることで、シリコン単結晶を育成する引き上げ部と、
前記坩堝の上方において前記シリコン単結晶を囲むように設けられた筒状の熱遮蔽体と、
前記坩堝、前記加熱部および前記熱遮蔽体を収容するチャンバと、
前記チャンバの上部に設けられ、前記チャンバ内部に不活性ガスを導入する導入部とを備える単結晶引き上げ装置を用いたシリコン単結晶の製造方法であって、
前記熱遮蔽体の下方において前記シリコン単結晶を囲む円環板状の本体部を備えた整流部材を配置し、
前記シリコン単結晶の育成中に、前記チャンバ内部の圧力を２０ｋＰａ以上に制御するとともに、前記整流部材を前記ドーパント添加融液から離間させた状態を維持しつつ、前記シリコン単結晶と前記熱遮蔽体との間に上方から不活性ガスを導入し、この不活性ガスを前記熱遮蔽体と前記整流部材との間の第１流路に沿って前記シリコン単結晶から離れる第１流通ガスと、前記整流部材と前記ドーパント添加融液表面との間の第２流路に沿って前記シリコン単結晶から離れる第２流通ガスとに分離することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記本体部の内径が前記熱遮蔽体の下端の内径よりも小さい前記整流部材を配置して、前記本体部における前記熱遮蔽体の下端よりも内側に位置するガス受部を形成し、前記不活性ガスを前記ガス受部の上面に沿って前記第１流路に導かれる前記第１流通ガスと、前記ガス受部よりも前記シリコン単結晶側を通過して前記第２流路に導かれる前記第２流通ガスとに分離することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記第１流路の高さが前記第２流路の高さよりも高い状態を維持しつつ、前記シリコン単結晶を育成することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記本体部の外縁から斜め上方外側に延出する延出部を備える前記整流部材を配置して、前記第１流通ガスを前記斜め上方外側に導くことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記延出部の上端が前記熱遮蔽体の下端よりも上側に位置するように前記整流部材を配置して、前記ドーパント添加融液、前記坩堝および前記加熱部のうち少なくとも１つからの輻射熱が、前記第１流路を介して前記シリコン単結晶に到達することを、前記延出部で抑制することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
内部に断熱材が設けられた前記整流部材を配置して、前記ドーパント添加融液、前記坩堝および前記加熱部のうち少なくとも１つからの輻射熱が前記シリコン単結晶に到達することを、前記断熱材により抑制することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項７】
坩堝と、
前記坩堝を昇降および回転させる坩堝駆動部と、
前記坩堝を加熱してシリコン融液にドーパントが添加されたドーパント添加融液を生成する加熱部と、
種子結晶を前記ドーパント添加融液に接触させた後に引き上げることで、シリコン単結晶を育成する引き上げ部と、
前記坩堝の上方において前記シリコン単結晶を囲むように設けられた筒状の熱遮蔽体と、
前記坩堝、前記加熱部および前記熱遮蔽体を収容するチャンバと、
前記チャンバの上部に設けられ、前記チャンバ内部に不活性ガスを導入する導入部とを備える単結晶引き上げ装置に取り付けられる整流部材であって、
前記熱遮蔽体の下方において前記シリコン単結晶を囲む円環板状に形成され、前記熱遮蔽体との間に第１流路を形成するとともに、前記ドーパント添加融液表面との間に第２流路を形成する本体部と、
前記本体部の外縁から斜め上方外側に延出する延出部とを備えることを特徴とする整流部材。
【請求項８】
請求項７に記載の整流部材において、
前記本体部および前記延出部のうち少なくとも一方の内部には、断熱材が設けられていることを特徴とする整流部材。
【請求項９】
坩堝と、
前記坩堝を昇降および回転させる坩堝駆動部と、
前記坩堝を加熱してシリコン融液にドーパントが添加されたドーパント添加融液を生成する加熱部と、
種子結晶を前記ドーパント添加融液に接触させた後に引き上げることで、シリコン単結晶を育成する引き上げ部と、
前記坩堝の上方において前記シリコン単結晶を囲むように設けられた筒状の熱遮蔽体と、
前記坩堝、前記加熱部および前記熱遮蔽体を収容するチャンバと、
前記チャンバの上部に設けられ、前記チャンバ内部に不活性ガスを導入する導入部と、
前記熱遮蔽体の下方に設けられた請求項７または請求項８に記載の整流部材とを備えることを特徴とする単結晶引き上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン単結晶の製造方法、整流部材、および、単結晶引き上げ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チョクラルスキー（ＣＺ）法を利用して、シリコン単結晶を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の単結晶引き上げ装置は、シリコン単結晶を同軸に包囲する管状体と、この管状体の下端に設けられ、下方に拡がる截頭円錐状の面を有するガス整流部材とを備えている。管状体とガス整流部材の結合部近傍には、開口部が設けられている。ガス整流部材の内径は、管状体の内径より小さくなっている。
アンチモン（Ｓｂ）をドーパントとしてシリコン単結晶を製造する際、１００ｍｂａｒ（約１０ｋＰａ）の減圧下において、下方に向かう不活性ガスの大部分を開口部からガス整流部材の截頭円錐状の面に沿って流し、管状体内部を介して溶融体表面の結晶固化部近傍に到達する不活性ガスを少なくすることにより、ＳｉＯやＳｂ２Ｏ３の蒸発を抑制し、シリコン結晶中の酸素濃度を高くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法は、ドーパント蒸発の低減効果は十分なものではなかった。
【０００５】
本発明の目的は、ドーパントの蒸発を低減可能な、シリコン単結晶の製造方法、整流部材、および、単結晶引き上げ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、坩堝と、前記坩堝を昇降および回転させる坩堝駆動部と、前記坩堝を加熱してシリコン融液にドーパントが添加されたドーパント添加融液を生成する加熱部と、種子結晶を前記ドーパント添加融液に接触させた後に引き上げることで、シリコン単結晶を育成する引き上げ部と、前記坩堝の上方において前記シリコン単結晶を囲むように設けられた筒状の熱遮蔽体と、前記坩堝、前記加熱部および前記熱遮蔽体を収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられ、前記チャンバ内部に不活性ガスを導入する導入部とを備える単結晶引き上げ装置を用いたシリコン単結晶の製造方法であって、前記熱遮蔽体の下方において前記シリコン単結晶を囲む円環板状の本体部を備えた整流部材を配置し、前記シリコン単結晶の育成中に、前記チャンバ内部の圧力を２０ｋＰａ以上に制御するとともに、前記整流部材を前記ドーパント添加融液から離間させた状態を維持しつつ、前記シリコン単結晶と前記熱遮蔽体との間に上方から不活性ガスを導入し、この不活性ガスを前記熱遮蔽体と前記整流部材との間の第１流路に沿って前記シリコン単結晶から離れる第１流通ガスと、前記整流部材と前記ドーパント添加融液表面との間の第２流路に沿って前記シリコン単結晶から離れる第２流通ガスとに分離することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、チャンバ内部の圧力を２０ｋＰａ以上と従来よりも高圧に制御することによって、チャンバ内部で揮発するドーパントの分圧が下がり、ドーパント添加融液表面からのドーパントの蒸発を低減できる。また、整流部材により、不活性ガスを、熱遮蔽体と整流部材の間を流れる第１流通ガスと、整流部材とドーパント添加融液表面との間を流れる第２流通ガスに分離したことにより、第２流通ガスの流量が減少するため、ドーパント添加融液表面からのドーパントの蒸発を低減できる。
【０００８】
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、前記本体部の内径が前記熱遮蔽体の下端の内径よりも小さい前記整流部材を配置して、前記本体部における前記熱遮蔽体の下端よりも内側に位置するガス受部を形成し、前記不活性ガスを前記ガス受部の上面に沿って前記第１流路に導かれる前記第１流通ガスと、前記ガス受部よりも前記シリコン単結晶側を通過して前記第２流路に導かれる前記第２流通ガスとに分離することが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、本体部における熱遮蔽体の下端よりも内側に位置するガス受部を形成することより、第１流通ガスの流量を増加させることができる。その結果、第２流通ガスの流量が減少するため、ドーパント添加融液表面からのドーパントの蒸発をさらに低減できる。
【００１０】
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、前記第１流路の高さが前記第２流路の高さよりも高い状態を維持しつつ、前記シリコン単結晶を育成することが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、第１流路の高さが第２流路の高さよりも高い状態を維持することにより、第１流通ガスの流量を増加させることができる。その結果、第２流通ガスの流量が減少するため、ドーパント添加融液表面からのドーパントの蒸発をさらに低減できる。
【００１２】
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、前記本体部の外縁から斜め上方外側に延出する延出部を備える前記整流部材を配置して、前記第１流通ガスを前記斜め上方外側に導くことが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、延出部で第１流通ガスをドーパント添加融液表面近傍から遠ざけることができ、ドーパント添加融液表面を流れる不活性ガスを低減することができる。その結果、ドーパント添加融液表面からのドーパントの蒸発をさらに低減できる。また、整流部材全体としてみた場合、その外側は上方に屈曲しているので、シリコン単結晶の育成が進行してドーパント添加融液が減少しても、整流部材の外側の延出部が、丸底など、底部に向かって縮径した底形状の坩堝の内面に接触することなく引き上げを続行することができる。
【００１４】
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、前記延出部の上端が前記熱遮蔽体の下端よりも上側に位置するように前記整流部材を配置して、前記ドーパント添加融液、前記坩堝および前記加熱部のうち少なくとも１つからの輻射熱が、前記第１流路を介して前記シリコン単結晶に到達することを、前記延出部で抑制することが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、延出部の上端が熱遮蔽体の下端よりも上側に位置することにより、ドーパント添加融液、坩堝および加熱部のうち少なくとも１つからの輻射熱が、熱遮蔽体の下端と整流部材の本体部の間の第１流路を介して、シリコン単結晶に到達することを抑制できる。その結果、シリコン単結晶の引き上げ方向の温度勾配を大きくすることができる。
【００１６】
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、内部に断熱材が設けられた前記整流部材を配置して、前記ドーパント添加融液、前記坩堝および前記加熱部のうち少なくとも１つからの輻射熱が前記シリコン単結晶に到達することを、前記断熱材により抑制することが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、整流部材内部に断熱材が設けられていることにより、ドーパント添加融液、坩堝および加熱部のうち少なくとも１つからの輻射熱がシリコン単結晶に到達することを効果的に抑制することができる。
【００１８】
本発明の整流部材は、坩堝と、前記坩堝を昇降および回転させる坩堝駆動部と、前記坩堝を加熱してシリコン融液にドーパントが添加されたドーパント添加融液を生成する加熱部と、種子結晶を前記ドーパント添加融液に接触させた後に引き上げることで、シリコン単結晶を育成する引き上げ部と、前記坩堝の上方において前記シリコン単結晶を囲むように設けられた筒状の熱遮蔽体と、前記坩堝、前記加熱部および前記熱遮蔽体を収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられ、前記チャンバ内部に不活性ガスを導入する導入部とを備える単結晶引き上げ装置に取り付けられる整流部材であって、前記熱遮蔽体の下方において前記シリコン単結晶を囲む円環板状に形成され、前記熱遮蔽体との間に第１流路を形成するとともに、前記ドーパント添加融液表面との間に第２流路を形成する本体部と、前記本体部の外縁から斜め上方外側に延出する延出部とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の整流部材は、前記本体部および前記延出部のうち少なくとも一方の内部には、断熱材が設けられていることが好ましい。
【００２０】
本発明の単結晶引き上げ装置は、坩堝と、前記坩堝を昇降および回転させる坩堝駆動部と、前記坩堝を加熱してシリコン融液にドーパントが添加されたドーパント添加融液を生成する加熱部と、種子結晶を前記ドーパント添加融液に接触させた後に引き上げることで、シリコン単結晶を育成する引き上げ部と、前記坩堝の上方において前記シリコン単結晶を囲むように設けられた筒状の熱遮蔽体と、前記坩堝、前記加熱部および前記熱遮蔽体を収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられ、前記チャンバ内部に不活性ガスを導入する導入部と、前記熱遮蔽体の下方に設けられた上述の整流部材とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る単結晶引き上げ装置の断面図。
【図２】前記単結晶引き上げ装置の整流部材の拡大断面図。
【図３】ドーパント添加融液減少時の坩堝底部における整流部材付近の拡大断面図。
【図４】整流部材が延出部を備えない場合のドーパント添加融液表面近傍の不活性ガスの流れを示す説明図。
【図５】本発明の実施例における実験１の整流部材の有無およびチャンバ内部の圧力とドーパント蒸発量との関係を示すグラフ。
【図６】本発明の実施例における実験２の整流部材の有無と電気抵抗率との関係を示すグラフ。
【図７】本発明の実施例における実験３の整流部材の形状とドーパント蒸発量およびシリコン単結晶の引き上げ方向の温度勾配比率との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施形態］
以下、本発明の一実施形態として、ＣＺ法によるシリコン単結晶ＳＭの製造方法について図１から図３を参照して説明する。
まず、シリコン単結晶ＳＭの製造方法に用いる単結晶引き上げ装置１の構成について説明する。
図１に示すように、単結晶引き上げ装置１は、チャンバ２１と、このチャンバ２１内部に配置された坩堝２２と、坩堝駆動部２３と、加熱部２４と、断熱筒２５と、引き上げ部２６と、整流筒２７と、熱遮蔽体２８と、整流部材２９とを備えている。
【００２３】
チャンバ２１の上部には、チャンバ２１内部にＡｒガスなどの不活性ガスを導入する導入部２１Ａが備えられている。チャンバ２１の下部には、図示しない真空ポンプの駆動により、チャンバ２１内部の気体を排出する排気口２１Ｂが設けられている。
チャンバ２１内部には、導入部２１Ａから不活性ガスが所定のガス量で導入される。そして、導入された不活性ガスが、チャンバ２１下部の排気口２１Ｂから排出されることで、不活性ガスがチャンバ２１内部の上方から下方に向かって流れる構成となっている。
坩堝２２は、シリコン単結晶ＳＭの原料である多結晶のシリコンを融解し、シリコン融液Ｍとするものである。
坩堝駆動部２３は、坩堝２２を所定の速度で昇降させるとともに、坩堝２２の下端に接続された支持軸２３Ａを中心にして所定の速度で回転させる。
加熱部２４は、坩堝２２の外側に配置されており、坩堝２２を加熱して、シリコン融液Ｍにドーパントが添加されたドーパント添加融液ＭＤを生成する。
断熱筒２５は、坩堝２２および加熱部２４の周囲を取り囲むように配置されている。
【００２４】
引き上げ部２６は、引き上げ駆動部２６Ａと、一端が引き上げ駆動部２６Ａに接続された引き上げケーブル２６Ｂとを備えている。引き上げ駆動部２６Ａは、引き上げケーブル２６Ｂを所定の速度で昇降および回転させる。引き上げケーブル２６Ｂの他端には、種子結晶を保持するシードホルダ２６Ｃ、または、図示しないドーピング装置が取り付けられる。ドーピング装置は、ドーパントを坩堝２２内のシリコン融液Ｍにドープさせてドーパント添加融液ＭＤを生成するためのものである。
整流筒２７は、シリコン単結晶ＳＭを囲む円筒状に設けられ、上方から流れる不活性ガスを下方に導く。
熱遮蔽体２８は、坩堝２２の上方において整流筒２７の下部およびシリコン単結晶ＳＭを囲む円錐台筒状に形成され、その下端が整流筒２７の下端に連結されている。熱遮蔽体２８は、加熱部２４から上方に向かって放射される輻射熱を遮断する。
【００２５】
整流部材２９は、円環板状に形成された本体部２９Ａと、本体部２９Ａの外縁から斜め上方外側に延出する延出部２９Ｂと、本体部２９Ａの内縁から上方に突き出た突起部２９Ｃとを備えている。本体部２９Ａの内径Ｄ２は、熱遮蔽体２８の下端の内径Ｄ１よりも小さくなっている。本体部２９Ａおよび延出部２９Ｂの内部には、断熱材２９Ｄが設けられている。
整流部材２９は、支持材３０を介して、熱遮蔽体２８の下方に離間し、かつ、シリコン単結晶ＳＭを囲むように配置されている。また支持材３０は、棒状の形状であり、シリコン単結晶ＳＭの周方向に概ね等間隔となるよう２〜４箇所で熱遮蔽体２８と整流部材２９とを接続する。整流部材２９と熱遮蔽体２８とがこれらの中心と一致するように配置されることによって、熱遮蔽体２８の下端よりも内側に、円環状のガス受部２９Ｅが形成されている。ここで、ガス受部２９Ｅは、本体部２９Ａの内側領域の一部のことであって、本体部２９Ａの内周面から、図２の点線で示した整流筒２７の内面の延長線と本体部２９Ａ上面との交線までの領域をいう。また、整流部材２９の本体部２９Ａの上面、延出部２９Ｂの上面が、それぞれ、熱遮蔽体２８の底面２８Ａ、熱遮蔽体２８の外周側面２８Ｂと平行となるように配置されることで、これらの間に第１流路Ｒ１が形成されている。また、整流部材２９とドーパント添加融液ＭＤ表面との間に、第２流路Ｒ２が形成されている。さらに、整流部材２９は、延出部２９Ｂの上端が熱遮蔽体２８の底面２８Ａよりも上側に位置するように配置されている。
【００２６】
次に、シリコン単結晶ＳＭの製造方法について説明する。
なお、本実施形態では、直胴部の設定直径が２００ｍｍのシリコン単結晶ＳＭを製造する場合を例示するが、１５０ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍなど、他の設定直径のシリコン単結晶ＳＭを製造してもよい。
電気抵抗率は、ドーパントが砒素の場合、１．２ｍΩ・ｃｍ以上５．０ｍΩ・ｃｍ以下にすることが好ましく、赤燐の場合、０．５ｍΩ・ｃｍ以上２．０ｍΩ・ｃｍ以下にすることが好ましく、アンチモンの場合、１０ｍΩ・ｃｍ以上３０ｍΩ・ｃｍ以下にすることが好ましい。
【００２７】
まず、単結晶引き上げ装置１において、シリコン単結晶ＳＭに要求される品質、例えば電気抵抗率、酸素濃度を満足するための引き上げ条件である不活性ガスの流量、チャンバ２１内部の圧力、坩堝２２やシリコン単結晶ＳＭの回転数、加熱部２４の加熱条件などを設定する。
次に、設定値に基づき加熱部２４を制御し、坩堝２２を加熱することで、当該坩堝２２内の多結晶のシリコン（シリコン原料）およびドーパントを融解させ、ドーパント添加融液ＭＤを生成する。その後、導入部２１Ａからチャンバ２１内部に不活性ガスを所定の流量で導入するとともに、チャンバ２１内部の圧力を２０ｋＰａ以上に維持する。このチャンバ２１内部の圧力は、８０ｋＰａ以下とすることが好ましい。
次に引き上げケーブル２６Ｂを下降させることで種子結晶をドーパント添加融液ＭＤに浸漬して、坩堝２２および引き上げケーブル２６Ｂを所定の方向に回転させながら、シリコン単結晶ＳＭを引き上げて育成する。
【００２８】
シリコン単結晶ＳＭの育成中、図２に示すように、下方に向けて流れる不活性ガスＧは、整流部材２９によって、第１流通ガスＧ１と第２流通ガスＧ２とに分離される。
このとき、不活性ガスＧは、ガス受部２９Ｅによって第１流路Ｒ１に導かれ、第１流通ガスＧ１の流量が増加するため、第２流通ガスＧ２の流量を減少させることができる。このように、チャンバ２１内部の圧力を２０ｋＰａ以上と従来よりも高圧にして、ドーパントの分圧を下げるとともに、第２流通ガスＧ２の流量を減少させることで、ドーパントの蒸発を低減できる。
【００２９】
また、第１流路Ｒ１の高さＨ１が、第２流路Ｒ２の高さＨ２よりも高い状態に維持されるように、ドーパント添加融液ＭＤの液面が下がる速度に合わせて坩堝２２の上昇速度が制御されている。そのため、第１流通ガスＧ１の流量が増加し、第２流通ガスＧ２の流量を減少させることができる。
第１流通ガスＧ１は、延出部２９Ｂによってさらに斜め上方外側へと導かれ、図２の点線で囲まれたドーパント添加融液ＭＤ表面近傍領域Ｐには流れにくくなる。このため、ドーパントの蒸発を低減することができる。以上のように、ドーパントの蒸発を抑制することにより、所望の電気抵抗率のシリコン単結晶ＳＭを製造できる。
【００３０】
また、整流部材２９全体としてみた場合、その外側は上方に屈曲しているので、図３に示すように、シリコン単結晶ＳＭの育成が進行してドーパント添加融液ＭＤが減少しても、整流部材２９の外側の延出部２９Ｂが、丸底など、底部に向かって縮径した底形状の坩堝２２の内面に接触することなく引き上げを続行することができる。
【００３１】
さらに、延出部２９Ｂの上端が熱遮蔽体２８の底面２８Ａよりも上側に位置しているため、ドーパント添加融液ＭＤ、坩堝２２および加熱部２４のうち少なくとも１つからの輻射熱が、第１流路Ｒ１を介してシリコン単結晶ＳＭに到達することを、延出部２９Ｂにより抑制でき、シリコン単結晶ＳＭの引き上げ方向の温度勾配を大きくすることができる。さらに、整流部材２９内部の断熱材２９Ｄにより、上記の輻射熱をより効果的に断熱することができるため、シリコン単結晶ＳＭの引き上げ方向の温度勾配をさらに大きくすることができる。
【００３２】
［変形例］
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能であり、その他、本発明の実施の際の具体的な手順、および構造などは本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などとしてもよい。
例えば、整流筒２７は設けなくとも、チャンバ２１内部の圧力を２０ｋＰａ以上に制御すれば、上記実施形態と同様に、ドーパントの蒸発を低減してシリコン単結晶ＳＭを製造できる。
また、本体部２９Ａの内径Ｄ２は、熱遮蔽体２８の下端の内径Ｄ１と同じでもよいし、内径Ｄ１より大きくてもよい。第１流路Ｒ１の高さＨ１は、第２流路Ｒ２の高さＨ２と同じでもよいし、高さＨ２より低くてもよい。
さらに、図４に示すように、整流部材２９に延出部２９Ｂを設けなくてもよい。延出部２９Ｂを設ける場合も、本体部２９Ａや、延出部２９Ｂが、熱遮蔽体２８の底面２８Ａ、熱遮蔽体２８の外周側面２８Ｂと平行となるように設けなくてもよいし、延出部２９Ｂの上端が熱遮蔽体２８の下端と同じ高さ、あるいは熱遮蔽体２８の下端より低い高さとしてもよいし、内部に断熱材２９Ｄを設けなくてもよい。
【実施例】
【００３３】
次に、実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３４】
［実験１：整流部材の有無およびチャンバ内部の圧力とドーパント蒸発量との関係調査］
〔実験例１〕
図１に示す単結晶引き上げ装置１とは、整流部材２９を設けない点のみが異なる単結晶引き上げ装置を準備した。なお、熱遮蔽体２８の下端の内径Ｄ１を２８０ｍｍとした。
そして、チャンバ２１内部の圧力を８０ｋＰａにして、以下の製造条件で、以下の特性を有するシリコン単結晶ＳＭを製造し、このときのドーパントの蒸発量を測定した。
このときのシリコン単結晶ＳＭの電気抵抗率に基づきシリコン単結晶ＳＭに取り込まれたドーパント濃度を算出し、この取り込まれたドーパント濃度に基づきドーパント添加融液ＭＤからの蒸発量を算出した。このように算出された蒸発量は、シリコン単結晶ＳＭの電気抵抗率が所望の値に対して高くなるほど多くなる。
＜製造条件＞
不活性ガスの流量：１５０Ｌ／ｍｉｎ
熱遮蔽体２８の下端とドーパント添加融液ＭＤ表面との距離（製造時一定）：１０ｍｍ
＜シリコン単結晶の特性＞
ドーパント：赤燐
電気抵抗率：０．６ｍΩ・ｃｍ以上１．２ｍΩ・ｃｍ以下
直胴部の直径：２００ｍｍ
【００３５】
〔実験例２〕
実験例１で用いた単結晶引き上げ装置に、図１に示すような整流部材２９を設けた単結晶引き上げ装置１を準備した。この単結晶引き上げ装置１の各部の構成を以下のように設定した。
＜単結晶引き上げ装置各部の構成＞
整流部材２９の本体部２９Ａの内径Ｄ２：２５０ｍｍ
第１流路Ｒ１の高さＨ１：１０ｍｍ
ガス受部２９Ｅの幅：１５ｍｍ
【００３６】
そして、チャンバ２１内部の圧力を１０ｋＰａにして、以下の製造条件で実験例１と同じ特性を有するシリコン単結晶を製造し、このときのドーパントの蒸発量を測定した。
＜製造条件＞
不活性ガスの流量：１５０Ｌ／ｍｉｎ
第２流路Ｒ２の高さＨ２（製造時一定）：１２．５ｍｍ
【００３７】
〔実験例３〜５〕
チャンバ２１内部の圧力をそれぞれ２０ｋＰａ（実験例３）、４０ｋＰａ（実験例４）、８０ｋＰａ（実験例５）にしたこと以外は、実験例２と同じ構成、条件で実験例１と同じ特性を有するシリコン単結晶を製造し、このときのドーパントの蒸発量を測定した。
【００３８】
〔評価〕
実験例１のドーパント蒸発量を１００％とした場合における実験例２〜５のドーパント蒸発量比率を図５に示す。
実験例１と実験例２とを比べると、整流部材２９を設けることでドーパント蒸発量を減らせるが、その減少量が十分ではないことがわかった。
実験例２〜５を比べると、実験例３では実験例２と比べてドーパント蒸発量を大きく減らすことができ、実験例４，５の結果から、チャンバ２１内部の圧力が大きくなるほど、ドーパント蒸発量を大きく減らせることがわかった。
以上のことから、単結晶引き上げ装置１に整流部材２９を設け、シリコン単結晶の育成中に、チャンバ２１内部の圧力を２０ｋＰａ以上（８０ｋＰａ以下）に制御することで、ドーパントの蒸発を低減できることがわかった。
【００３９】
［実験２：整流部材の有無と電気抵抗率との関係調査］
実験例１と実験例５と同じ条件でシリコン単結晶を製造し、その直胴部における各固化率の電気抵抗率を測定した。図６に測定結果を示す。なお、直胴部の上端が固化率０％であり、下端が１００％である。
【００４０】
実験例５の電気抵抗率は、実験例１と比べて全体的に低くなっていることが確認できた。これは、実験１で説明したように、実験例５は、実験例１と比べてドーパントの蒸発が低減されたためと考えられる。
【００４１】
［実験３：整流部材の形状とドーパント蒸発量およびシリコン単結晶の引き上げ方向の温度勾配比率との関係調査］
〔実験例６〕
図１に示す整流部材２９の代わりに、図４に示す本体部２９Ａのみで構成された整流部材を設けたこと以外は、実験例５と同じ単結晶引き上げ装置を準備した。そして、実験例５と同じ構成、条件で実験例５と同じ特性を有するシリコン単結晶を製造し、このときのドーパントの蒸発量を測定した。また、シリコン単結晶における引き上げ方向の温度勾配を調べた。
【００４２】
〔評価〕
実験例５と同じ条件でシリコン単結晶を製造し、ドーパント蒸発量およびシリコン単結晶における引き上げ方向の温度勾配を調べた。
実験例６のドーパント蒸発量を１００％とした場合における実験例５のドーパント蒸発量比率（棒グラフ）と、実験例６の温度勾配を１００％とした場合における実験例５の温度勾配比率（折れ線グラフ）とをそれぞれ図７に示す。なお、温度勾配比率を求めるに際し、熱伝導解析ソフト（シミュレーション）によって、シリコン単結晶ＳＭの軸心における、ドーパント添加融液ＭＤとシリコン単結晶ＳＭとの境界面からの距離と温度との関係を求め、その傾きを温度勾配とした。
実験例５のドーパント蒸発量は、実験例６の約７０％に減少した。このことから、整流部材２９に延出部２９Ｂを設けることで、第１流通ガスＧ１を斜め上方外側に導き、ドーパントの蒸発を低減できることがわかった。
また、実験例５の温度勾配は、実験例６の約１１０％に増加した。このことから、整流部材２９に延出部２９Ｂを設けることで、ドーパント添加融液ＭＤ、坩堝２２および加熱部２４のうち少なくとも１つからの輻射熱が、第１流路Ｒ１を介してシリコン単結晶に到達することを抑制できることがわかった。
【符号の説明】
【００４３】
１…単結晶引き上げ装置、２１…チャンバ、２２…坩堝、２３…坩堝駆動部、２４…加熱部、２５…断熱筒、２６…引き上げ部、２７…整流筒、２８…熱遮蔽体、２９…整流部材、ＳＭ…シリコン単結晶。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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