(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流磁場印加引き上げ法を用いた単結晶育成装置であって、
半導体融液と、
前記半導体融液に接触させて配置された試料棒と、
前記半導体融液の液面および液面から５ｍｍ以内の液中の位置である液面近傍に該半導体融液と接触させて配置されると共に、前記試料棒の対極をなし、前記試料棒との間で通電する少なくとも一つの電極と、
前記半導体融液の前記液面近傍よりも深部に配置された少なくとも一対の電極対と、
を備えた単結晶育成装置。
【請求項２】
前記電極対の少なくとも一対は、前記試料棒の対極の液中先端より深部の前記半導体融液中であって前記半導体融液が収容された容器の底面に接触せず且つ壁面に接触しない位置である液底近傍に配置されている請求項１に記載の単結晶育成装置。
【請求項３】
前記電極対の少なくとも一対は、前記半導体融液が収容された容器の内壁面から５ｍｍ以内であって内壁面と接触しない位置である内壁近傍に配置された第１の電極と、前記内壁から前記第１の電極までの距離よりも前記内壁から離れた位置であって、前記試料棒との距離よりも前記第１の電極との距離が短くなる位置に配置され、前記第１の電極との間で通電する第２の電極とからなる請求項１又は２に記載の単結晶育成装置。
【請求項４】
前記試料棒は、前記半導体融液の前記液面近傍に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の単結晶育成装置。
【請求項５】
半導体融液に接触させて配置された試料棒と、前記試料棒と対極をなし、前記半導体融液の液面および液面から５ｍｍ以内の液中の位置である液面近傍で該半導体融液と接触させた電極との間に通電すると共に、前記半導体融液の前記液面近傍よりも深部に配置された電極対に通電し、半導体融液の前記液面近傍と液中とに電流を流して単結晶を形成する単結晶育成方法。
【請求項６】
前記深部は、前記試料棒の対極の液中先端より深部の前記半導体融液中であって前記半導体融液が収容された容器の底面に接触せず且つ壁面に接触しない位置である液底近傍である請求項５に記載の単結晶育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶育成装置および単結晶育成方法に関し、詳しくは、直流磁場印加引き上げ法を利用した単結晶育成装置および単結晶育成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス等に用いるＳｉ結晶、ＧａＡｓ結晶、酸化物結晶などは、多くの場合、回転している結晶育成用の融液から単結晶を逆方向に回転させながら引き上げるチョクラルスキー法（ＣＺ法）を利用して育成する。
【０００３】
この場合、るつぼに収容されている融液は、断面円形のるつぼ周囲を取り囲むように配置された円筒状のヒータで加熱されるが、融液内の温度分布が育成結晶の引き上げ軸に対して完全に軸対称になるようにするために、るつぼを機械的に回転させる等している。ところが、るつぼを回転する場合、回転によって育成結晶中に取り込まれる不純物濃度が変化し、また、育成結晶中に取り込まれる不純物濃度は結晶育成の成長過程で成長と共に変化しやすく、結晶成長初期とその後の成長過程とで濃度が大きく異なってしまう。したがって、育成する単一結晶中における不純物濃度を均一にする制御が行なわれている。
【０００４】
Ｓｉ単結晶には一般に、不純物として酸素が含まれている。Ｓｉ単結晶に含まれる酸素は、結晶が熱処理されるとき、電子デバイスを構成する板状の単結晶の表面に残存する重金属不純物を無害化する。また、固溶している酸素には、板状に育成された単結晶の強度を向上させる作用もある。したがって、Ｓｉの場合には、融液中の酸素濃度の不均一が、単結晶中の欠陥密度に反映されやすい。
【０００５】
均一に酸素濃度の高いＳｉ単結晶を得るには、単結晶中に取り込まれる酸素濃度を増大させるために、種結晶近傍のＳｉ融液の液面近傍での酸素濃度を高く維持することが必要である。しかし、従来の方法では、液面近傍における酸素濃度を高レベルに安定的に維持することは困難である。
【０００６】
上記に対応して、るつぼ外から各種の磁界（垂直磁界、水平磁界、カスプ磁界など）を印加したり、あるいは融液自体に直流磁場を印加する（直流磁場印加引き上げ法［ＥＭＣＺ法］）等して、融液を撹拌し、酸素濃度の均一化を図ることが知られている。また、酸化物結晶の場合には、種結晶近傍での原材料の局所的低下を防ぐ、すなわち種結晶近傍への原材料の輸送のために行なわれる。
【０００７】
従来より利用されているＥＭＣＺ法では、融液に印加する直流電流および直流縦磁場の大小と方向とによって、融液の回転速度を制御することが可能である。つまり、(1) 加速方向の制御は、直流電流または直流縦磁場を大きくすることで行なえ、(2) 減速方向の制御は、直流電流および直流縦磁場の方向を反転することで行なえる。また、融液を回転させる力は、互いに直交する電流と磁力線の向きの両方に対して直交方向に発生するローレンツ力であり、このローレンツ力は融液の電極近傍（例えば融液表面）のみに集中し、電極近傍以外では融液自身の粘性によって電極近傍のローレンツ力により動かされることになる。そのため、融液の速度制御は可能なものの、融液全体の速度ベクトル分布が不均一になりやすく、均一な単結晶が得られ難い。
【０００８】
具体的には、融液に直流電流を印加する場合、試料棒自身を電極対の一方として利用し、電極対の他方として、直流縦磁界の強いるつぼ壁近傍に導体線材を浸漬して用いる。このとき、線材を用いるのは、(1) 電極の溶解による不純物混入量を減らす、(2) 結晶成長の途中で電極が切れてしまわない、(3) 融体の流れを乱さないために、断面積を小さくすることが必要なためである。
【０００９】
このとき、電流は電気抵抗が最小となる経路を選択して流れる。つまり、試料棒−融液の液面近傍−電極（線材）が通電経路となるが、融液、るつぼはともに導電体であるため、最小電気抵抗経路以外にも電流は流れる。したがって、断面積の小さい線材電極に電流が集中し、線材電極近傍の電流密度は最大となる。さらに、るつぼ壁に近づくほど直流磁界コイルとの距離が小さくなるため、磁束密度は高くなる。このように、最大となる電流密度と高い磁束密度とが得られることによる相乗効果により、線材電極近傍の融液液面にはるつぼ周囲の円周接線方向に最大のローレンツ力が働く。
【００１０】
上記に関連した技術として、半導体融液中に融液深さの１／２の深さまで電極を挿入すること、半導体融液に複数の電極を挿入すること、融液に挿入する電極としてＬ型電極を用いた例が記載されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１７１６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来より行なわれてきたＥＭＣＺ法では、融液の液面近傍にしか強いローレンツ力が働かず、融液自体に及ぶ回転力、それに伴なう融液の対流、撹拌力を充分に確保し得るまでには至っていない。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、融液の流動方向（例えば回転軸で回転させたときの回転方向）の流動制御をより均一に細かく行なうことが可能であり、均一で欠陥の少ない組成の単結晶を育成することができる単結晶育成装置、および単結晶育成方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、第１の発明である単結晶育成装置は、直流磁場印加引き上げ法を用いた単結晶育成装置であって、具体的には、半導体結晶を成長させるための半導体融液と、半導体融液に接触させて配置された試料棒と、半導体融液の液面近傍に該半導体融液と接触させて配置されると共に、試料棒の対極をなし、試料棒との間で通電する少なくとも一つの電極と、半導体融液の前記液面近傍よりも深部に配置された少なくとも一対の電極対とで構成したものである。
直流磁場印加引き上げ法は、融液中に直流磁場を印加して結晶成長させ融液から引き上げる結晶成長手法である。この場合、融液中に直流磁場を印加して、ローレンツ力により融液自身を回転させ、種結晶及び成長した結晶自身は回転させずに結晶成長させ融液から引き上げるようにして行なうことができる。
【００１４】
第１の発明においては、電極であって、半導体融液と接触する一端に設けられた種結晶において結晶成長させて単結晶を育成するための試料棒と共に、複数の電極を半導体融液に接触させて設ける場合に、試料棒の対極をなす少なくとも一つの電極を液面近傍に設けて試料棒との間で通電すると共に、少なくとも一対の電極対を融液の液面近傍よりも深部にさらに設け、液面近傍とは別に電極対間で通電を行なうようにすることで、融液の液面近傍のみならず、液面から離れた融液中でも融液を流動させる（特に試料棒を回転軸に回転させる）ためのローレンツ力が得られ、融液の流動方向（試料棒を回転軸に回転させたときの回転軸方向における融液の回転方向）の流動制御、具体的には融液中の試料棒周囲を回転する試料棒方向における融液の流動性をより均一に細かく制御することができるので、融液の回転軸方向における流れの乱れが改善され、組成が均一で欠陥の少ない単結晶を育成することができる。
【００１５】
上記のうち、試料棒の対極をなす少なくとも一つの電極を液面近傍に設けて試料棒との間で通電すると共に、少なくとも一対の電極対を半導体融液の液底近傍にさらに設け、液面近傍とは別に液底近傍の電極対間で通電を行なうようにすることが効果的である。この場合、融液の液面近傍と共に、液面から離れた液底に近い融液中において融液を流動させるローレンツ力が得られ、より均一で細かい融液の流動制御に有効である。これにより、融液の回転軸方向における流れの乱れが効果的に改善され、より均一で欠陥の少ない組成の単結晶を育成できる。
液面近傍は、融液の表面および液面から５ｍｍ以内の液中をいい、液底近傍は、底面に接触せず（かつ壁面に接触せず）、試料棒の対極の液中先端より深部の液中であればよく、効果の点から接触しない範囲で底面に限りなく近い位置が望ましい。
【００１６】
第１の発明においては、液底近傍に配置される電極対の少なくとも一対は、半導体融液が収容された容器の内壁近傍に配置された第１の電極と、内壁から第１の電極までの距離よりも内壁から離れた位置であって、試料棒との距離よりも第１の電極との距離の方が短くなる位置に配置され、第１の電極との間で通電する第２の電極とで構成されることが有効である。ここで、内壁近傍とは、内壁面と接触しない位置であり、具体的には内壁面から５ｍｍ以内の位置をいう。
【００１７】
液底近傍に配置される電極対の各電極の位置関係を、電極対の一方である第１の電極を容器の内壁近傍に配置し、これと対極をなして第１の電極との間で通電する他方の第２の電極を内壁から第１の電極までの距離よりも内壁から離れた位置であって、試料棒との距離よりも第１の電極との距離が短くなる位置に配置することで、液面から離れた液底に近い融液中において、試料棒を回転軸に回転させるためのローレンツ力が得られ、融液を試料棒を回転軸に回転させたときの回転軸方向における融液の流れの乱れを効果的に改善でき、組成が均一で欠陥の少ない単結晶を育成するのに有効である。
【００１８】
また、従来同様に融液の液面近傍での融液の流動（特に試料棒を回転軸とした回転）を維持しつつ、液面から離れた液底側の融液中でも融液を流動させるようにできる点で、試料棒は半導体融液と液面近傍で接触するように配置されているのが効果的である。
【００１９】
第２の発明である単結晶育成方法は、半導体融液に接触させて配置された試料棒と、試料棒と対極をなし、半導体融液と液面近傍で接触させた電極との間に通電すると共に、半導体融液の液面近傍よりも深部に配置された電極対に通電し、半導体融液の液面付近と液中とに電流を流して単結晶を形成する構成としたものである。
【００２０】
既述した第１の発明と同様に、液面近傍で試料棒と電極との間に通電すると共に、液中（好ましくは液底近傍）で電極対に通電するようにすることで、融液の液面近傍のみならず、液面から離れた（好ましくは液底に近い）融液中でも融液を流動させる（特に試料棒を回転軸に回転させる）ためのローレンツ力が得られ、融液の流動方向（試料棒を回転軸に回転させたときの回転軸方向における融液の回転方向）の流動制御、具体的には融液中の試料棒周囲を回転する試料棒方向における融液の流動性をより均一に細かく制御することができるので、融液の回転軸方向における流れの乱れが改善され、組成が均一で欠陥の少ない単結晶を育成することができる。
【００２１】
既述のように特に、液面近傍で試料棒と電極との間に通電すると共に、液底近傍で電極対にも通電するようにすることが効果的である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、融液の流動方向（例えば回転軸で回転させたときの回転方向）の流動制御をより均一に細かく行なうことが可能であり、均一で欠陥の少ない組成の単結晶を育成することができる単結晶育成装置、および単結晶育成方法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】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の単結晶育成装置の実施形態について詳細に説明し、該説明を通じて本発明の単結晶育成方法の詳細についても述べることとする。
【００２４】
本発明の単結晶育成装置の実施形態を図１〜図３を参照して説明する。本実施形態の単結晶育成装置は、Ｓｉ融液１１が収容されたるつぼ１２と、一端に種結晶が設けられ、少なくとも該種結晶がＳｉ融液中に浸積されるようにるつぼの中心位置に配置された試料棒１３と、Ｓｉ融液の液面近傍でＳｉ融液と接触させて配置された電極１５と、半導体融液の液底近傍に配置された電極１６およびＬ型電極１７からなる電極対とを備えている。
【００２５】
るつぼ１２は、グラファイトを用いてφ７５ｍｍ×深さ１０ｍｍの断面円形の円筒型に成形された中空の収容室が形成されており、この収容室に加熱融解された半導体融液を収容できるようになっている。なお、るつぼの断面形状やサイズについては、目的等に応じて、円形以外の矩形、楕円形などの任意の形状、サイズを選択することができる。
【００２６】
るつぼ１２の収容室の底部から重力方向と逆方向の開口された上部には、図１に示すように試料棒１３が通過可能な程度の開口部が形成されるようにして、グラファイト製の蓋２０が設けられている。
【００２７】
るつぼ１２の収容室には、Ｓｉ結晶を育成するためのＳｉ融液１１が収容されている。るつぼ１２の壁には、図示しない誘導加熱コイルが設けられており、収容されたＳｉ融液の加熱が可能なようになっている。Ｓｉの場合は、Ｓｉの融点が１６８５Ｋであるため、１７００Ｋ程度に加熱される。
【００２８】
半導体融液には、Ｓｉ融液以外に、ＧａＡｓ融液、酸化物融液（例えばＺｎＯ）などを使用できる。
【００２９】
試料棒１３は、炭素からなる導電体であり、一端には種結晶（Ｓｉ結晶）１４が設けられ、図１に示すように種結晶１４がＳｉ融液１１と接触するようにるつぼ１２の収容室の中心（円形断面の円心部）に電極の一つとして配置されている。試料棒１３の他端は、直流電源と接続されており、電流が印加されたときに種結晶からＳｉ結晶が成長してＳｉ単結晶を育成することが可能なようになっている。
【００３０】
電極１５は、一端の一部を除いて、タングステンが窒化珪素を主としたセラミックス（絶縁体）で被覆されており、一端の露出する一部（電極部；以下同様である。）がＳｉ融液１１と液面近傍で接触するように配置されている。この電極１５は、試料棒１３の対極をなし、試料棒１３との間で通電して融液に電流を流し、試料棒１３を回転軸に融液１１を回転させるためのローレンツ力が得られるようになっている。
【００３１】
本実施形態では、試料棒と通電する電極を１本のみ設けた形態を示したが、１本に限られず、スケールや流動制御等に合わせて２本以上を設けるようにすることができる。
【００３２】
Ｓｉ融液の液底近傍には更に、電極１６とＬ型電極１７とからなる電極対が設けられている。電極１６およびＬ型電極１７は、電極１５と同様に、一端の一部を除いて、タングステンが窒化珪素を主としたセラミックス（絶縁体）で被覆されたものであり、他端で互いに電気的に接続されており、一端の露出する一部（電極部）がＳｉ融液１１と接触して融液に電流を流すことが可能な構成となっている。
【００３３】
電極１６は、図１〜図２に示すように、半導体融液が収容された収容室の底部近傍（底面と電極１６の電極部（先端）との距離５ｍｍ）の内壁近傍（壁面と電極１６の電極部との距離５ｍｍ）に配置されている。また、Ｌ型電極１７は、壁面に沿ってＳｉ融液内に侵入し、図１に示すように融液中でＬ字（９０°）に折れ曲がっており、図２に示すようにその露出部（電極部）が収容室の円心部となる位置の試料棒１３の底側となるように配置されている。このとき、Ｌ型電極１７の電極部は、試料棒１３との距離よりも電極１６（露出した電極部）との距離の方が短い位置であって、内壁からの距離が電極１６までよりも更に離れた位置に配置されており、試料棒とではなく、電極１６との間で通電してＳｉ融液に電流を流し、試料棒１３を回転軸に融液１１を回転させるためのローレンツ力が融液中で得られるようになっている。
【００３４】
図１に示すように、試料棒１３および電極１６、電極１５およびＬ型電極１７はそれぞれ、同一極性となるように直流電源と接続されており、Ｓｉ結晶の成長、育成中においては、種結晶１４に成長したＳｉ単結晶と電極１５との間、並びに電極１６とＬ型電極１７との間にそれぞれ電流が流れるようになっている。なお、電極１５と試料棒１３とは異なる極性に構成されており、電極１５およびＬ型電極１７と直流電源との間には、可変抵抗器が取り付けられている。
また、Ｓｉ融液（半導体融液）が蒸発等により液面高さが低下して、各電極および試料棒が所定の位置関係を保てないときには、電極１６およびＬ型電極１７には通電しないようにすることができる。
【００３５】
このように、Ｓｉ融液の液面近傍に試料棒と通電する電極１５を設けると共に、さらにＳｉ融液の液底近傍に、図１に示すように収容室の壁面付近に配置された電極１６と、収容室中心部の試料棒より底側であって電極部（露出部）が試料棒よりも電極１６に近い位置に配置されたＬ型電極１７とで対をなす電極対を設けたことによって、Ｓｉ融液の液面近傍のみならず、液面から離れた液底に近いＳｉ融液中でも融液を試料棒１３を回転軸に回転させるためのローレンツ力を得ることができ、融液の流動方向、具体的には、試料棒１３を回転軸に回転させたときの回転軸（試料棒）方向におけるＳｉ融液の流動性をより均一に細かく制御可能となるので、融液の回転軸方向における流れの乱れを改善することができ、酸素などの不純物の含有濃度を含めたＳｉ結晶の組成が均一で、格子欠陥の少ない単結晶を育成することができる。
【００３６】
各電極は、試料棒および電極１５間、電極１６およびＬ型電極１７間にそれぞれ通電するように、下記位置関係に配置することができる。なお、絶縁体で被覆されているときには、下記位置関係は、被覆されずに露出する電極部の位置である。
電極１５（電極部）は、Ｓｉ融液（半導体融液）１１中に浸漬され、融液表面近傍又はるつぼ壁面近傍に配置することができる。
電極１６（電極部）は、Ｓｉ融液（半導体融液）１１中に浸漬され、るつぼ底面近傍且つるつぼ壁面近傍に配置することができる。
Ｌ型電極１７（電極部）は、Ｓｉ融液（半導体融液）１１中に浸漬され、るつぼ底面近傍、且つ融液表面と平行な電極１６（露出する先端部）を含む平面（平面１と称する）上であって且つ試料棒１３の先端と電極１６の先端とを結ぶ直線の平面１への射影である直線上に配置することができる。
また、試料棒１３は、Ｓｉ融液（半導体融液）１１中に浸漬され、るつぼの回転対称軸上に配置することができる。
【００３７】
本実施形態では、Ｓｉ融液の液底近傍に一対の電極対を配置した形態を中心に説明したが、Ｓｉ融液中には、液底近傍に一対のみならず、例えば図３のように電極１６およびＬ型電極１７と電極２６およびＬ型電極２７との二対を設ける等、同様の位置関係を有する電極対が二対以上配置されていてもよい。
【００３８】
また、液底近傍に本実施形態と同様に一対以上の電極対を設けると共にあるいは設けずに、Ｓｉ融液中の例えば液面から底部までの半分の深さ位置に、本実施形態と同様の位置関係を有する電極対を一対もしくは二対以上配置して構成することも可能である。
【００３９】
また、図１に示すように、るつぼ１２の外側には、曲面をなするつぼ外壁の周囲を取り囲むようにして輻射熱吸収板２１が設けられ、この輻射熱吸収板２１の更に外側には冷却用の冷却流路２２が設けられている。そして、るつぼの外壁と輻射熱吸収板２１との間の空間には不活性ガスとしてアルゴンガスを挿通すると共に、冷却流路２２には冷却水を挿通して、およそ１７００〜１８００℃の範囲でＳｉ結晶の育成を行なう際に外部に伝達される熱を冷却できるように構成されている。
【００４０】
そして、冷却流路２２の外側には、図１に示すように、複数の高周波コイル２３、直流磁界コイル２５、直流磁界コイル２６が配設されている。
【００４１】
上記のように、Ｓｉ融液の液面近傍に電極としての試料棒１３およびこれと対極をなす電極１５、Ｓｉ融液の液底近傍に電極１６およびＬ型電極１７の電極対を配置することで、液面近傍のみならず、液面から離れた液底に近い融液中でも融液を流動させる、特に試料棒を回転軸に回転させるためのローレンツ力が得られ、また、液面近傍と液底近傍とで異なる大きさのローレンツ力の印加も可能となり、試料棒方向、つまり回転軸の深さ方向における対流、撹拌を効果的に促進させる等の細かい融液の流動制御が可能である。これにより、結晶成長時における融液の流れの乱れを効果的に解消することができ、均一な組成（不純物を含む場合の結晶全体における不純物濃度の均一性も含む。）よりなる単結晶を育成でき、欠陥の発生を抑えた結晶成長、育成が可能である。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
内径φ７５ｍｍ×深さ１００ｍｍサイズのるつぼを備えた図１と同様に構成された単結晶育成装置を準備した。
【００４４】
まず、単結晶育成装置のるつぼ１２の収容室に、半導体融液としてＳｉ融液（Ｓｉ融点＝１６８５Ｋ）を収容した。そして、図１〜図２に示すように、Ｓｉ種結晶１４を一端に設けた試料棒１３、電極１５、並びに電極１６およびＬ型電極１７を取り付け、るつぼ壁の最高温度が１７００℃となるように、るつぼの位置関係を調整すると共に、るつぼ壁に取り付けた不図示の誘導加熱コイルの投入電力、周波数を調整した。
【００４５】
次に、Ｓｉ融液に最大０．０５Ｔの磁場および直流電流０Ａ、０．５Ａ、１．０Ａを印加して、直流磁場印加引き上げ法により結晶成長させ、直径φ３０ｍｍ×５０ｍｍのＳｉ単結晶を育成した。
【００４６】
（比較例１）
実施例１において、電極１６およびＬ型電極１７を取り付けなかったこと以外、実施例１と同様にして、直流磁場印加引き上げ法により結晶成長させ、直径φ３０ｍｍ×５０ｍｍのＳｉ単結晶を育成した。
【００４７】
（評価）
実施例および比較例で得たＳｉ単結晶について、以下の評価を行なった。評価結果は図４〜図５並びに下記表１に示す。
【００４８】
−１．酸素濃度の評価−
育成した各Ｓｉ単結晶を分割し平板に加工した後、これを用いて各単結晶の径方向および軸方向（融液の深さ方向）における酸素原子濃度を赤外線分光装置Ｎｉｃｏｌｅｔ ＥＣＯ １０００（サーモエレクトロン（株）製）により測定した。なお、径方向については０Ａ、０．５Ａ、１．０Ａとした際の各単結晶を、軸方向については１．０Ａとした際の単結晶を用いて行なった。
【００４９】
−２．転移の評価−
育成した各Ｓｉ単結晶について、対象面をエッチングし（エッチング液には溶融ＫＯＨを用い、エッチング条件は５３０℃で５分間とした。）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；×５００程度）を用いてエッチング面を観察し、平均転移密度（個／ｃｍ3）を求めた。
【００５０】
−３．成長縞の評価−
育成したＳｉ単結晶について、成長方向と平行に試料を切断し、平均転位密度の測定と同様の方法によりエッチングを行なった後、目的断面を目視により観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
〈評価基準〉
◎：成長縞は全く認められなかった。
○：成長縞はほとんど認められなかった。
△：成長縞が認められた。
×：結晶縞が顕著に認められた。
【００５１】
【表１】
0004645372.tif 000002
【００５２】
実施例のＳｉ単結晶は、図４−（ａ）及び図５に示すように、径方向および軸方向のいずれにおいても酸素濃度は均一であり、また、前記表１に示すように、転移、成長縞もなく、組成が均一で欠陥の発生を抑えた良好なＳｉ単結晶を得ることができた。なお、図４−（ａ）に示すように、印加する直流電流の増大に伴なって結晶中の酸素濃度も増大した。これは、直流電流の増大に伴なってＳｉ融液にかかるローレンツ力が増大し、撹拌力が大きくなるので、種結晶近傍に供給される酸素量が増大したためである。
【００５３】
これに対し、比較例のＳｉ単結晶では、径方向の断面における酸素濃度は均一なものの（図４−（ｂ）参照）、図５に示すように、軸方向における酸素濃度は大きく変動して不均一となり、均一組成の単結晶は得られなかった。また、前記表１に示すように、転移、成長縞の点でも大きく劣っており、Ｓｉ融液の流れの乱れが大きく影響してしまった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る単結晶育成装置を示す概略断面図である。
【図２】実施形態の試料棒および電極の位置関係を示す表面図である。
【図３】試料棒および電極の他の位置関係を示す表面図である。
【図４】（ａ）は実施例１のＳｉ単結晶の結晶中心からの距離と酸素原子濃度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は比較例１のＳｉ単結晶の結晶中心からの距離と酸素原子濃度との関係を示すグラフである。
【図５】直流電流１．０ＡのときのＳｉ結晶成長開始点からの距離と酸素原子濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１１…半導体融液
１２…るつぼ
１３…試料棒
１５，１６…電極
１７…Ｌ型電極
【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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