(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、このチャンバ内に設置され、所定の直径Ｄを有する単結晶インゴットの成長のためのシリコン融液を充填する石英坩堝と、この石英坩堝を被覆し、回転軸上に固定設置される坩堝支持台と、この坩堝支持台を取り囲む円筒状のヒータと、このヒータを取り囲むように設置され、前記ヒータから発散される熱の前記チャンバ壁側への拡散を防止する保温筒と、前記単結晶インゴットと坩堝との間に設置される円筒状の第１遮蔽部、この第１遮蔽部の上部と連結され、前記保温筒上に固定されるフランジ状の第２遮蔽部、および前記第１遮蔽部の下部と連結され、前記単結晶インゴット側へ突出する第３遮蔽部からなる熱シールドと、を含む単結晶インゴットの製造装置において、
前記第３遮蔽部は、前記単結晶インゴット及び前記シリコン融液に向けて水平対応距離Ｗ１と第１曲率半径Ｒ１を有する第１面と、前記単結晶インゴットと反対側の前記ヒータ及び前記シリコン融液に向けて水平対応距離Ｗ２と第２曲率半径Ｒ２を有する第２面と、前記単結晶インゴットの外周面と対向する第３面と、前記チャンバの上部に向けて第３曲率半径Ｒ３を有する第４面とからなることを特徴とする単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２】
前記熱シールドはＭｏ，Ｗ，Ｃ又はＳｉＣがコートされた黒鉛からなることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項３】
第３遮蔽部はその内部にカーボンフェルト（carbon felt）からなる断熱部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項４】
第３遮蔽部は前記第３面が単結晶インゴットから１０ｍｍ〜３０ｍｍ離れて設置されることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項５】
前記第１面及び第２面は凸状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項６】
前記第１面及び第２面の水平対応距離Ｗ１，Ｗ２の和は０．５Ｄ≦Ｗ１＋Ｗ２≦１．０Ｄであることを特徴とする請求項５に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項７】
前記第１面及び第２面の水平対応距離Ｗ１，Ｗ２の比率は１．０≦Ｗ１／Ｗ２≦４．０であることを特徴とする請求項６に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項８】
前記第１面及び第２面の曲率半径Ｒ１，Ｒ２の比率は１．０≦Ｒ１／Ｒ２≦３．０であることを特徴とする請求項５に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項９】
前記第１面の曲率半径と第２面の曲率半径とが同一であれば、第１面と第２面とが同一の中心点を有することを特徴とする請求項８に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１０】
第４面は凹状に形成されることを特徴とする請求項５に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１１】
前記第４面は１つの曲率半径Ｒ３を有することを特徴とする請求項１０に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１２】
前記曲率半径Ｒ３はＲ３≦２．０Ｒ１であることを特徴とする請求項１１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１３】
前記第４面は多段の曲率半径を有することを特徴とする請求項１０に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１４】
前記多段の曲率半径は前記単結晶インゴットと隣接した部分から遠くなるほど漸次大きくなることを特徴とする請求項１３に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１５】
前記第１面は凹状に、前記第２面は凸状にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１６】
前記第１面及び第２面の水平対応距離Ｗ１，Ｗ２の和は０．５Ｄ≦Ｗ１＋Ｗ２≦１．０Ｄであることを特徴とする請求項１５に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１７】
前記第１面及び第２面の水平対応距離Ｗ１，Ｗ２の比率は１．０≦Ｗ１／Ｗ２≦４．０であることを特徴とする請求項１５に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１８】
前記第１面及び第２面の曲率半径Ｒ１，Ｒ２の比率は１．０≦Ｒ１／Ｒ２≦３．０であることを特徴とする請求項１５に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項１９】
第４面は凹状に形成されることを特徴とする請求項１５に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２０】
前記第４面は１つの曲率半径Ｒ３を有することを特徴とする請求項１９に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２１】
前記曲率半径Ｒ３はＲ３≧２．０Ｒ１であることを特徴とする請求項２０に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２２】
前記第４面は多段の曲率半径を有することを特徴とする請求項１９に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２３】
前記多段の曲率半径は前記単結晶インゴットと隣接した部分から遠くなるほど漸次大きくなることを特徴とする請求項２２に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２４】
前記第３面の高さＨ１は０．０５Ｄ≦Ｈ１≦０．３５Ｄであることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２５】
前記第３遮蔽部の高さＨ２は１．０Ｄ≦Ｈ２≦２．０Ｄであることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【請求項２６】
前記第３遮蔽部の最底面部は前記シリコン融液面より３０〜１００ｍｍ高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液状のシリコンを棒状の単結晶に成長させる単結晶インゴットの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体等の電子部品を生産するための素材として用いられるシリコン等のウェハ（wafer）はシリコン単結晶インゴット（ingot）をスライスして作製する。シリコン単結晶インゴットは、多結晶シリコンを液状に溶融させた後、チョクラルスキ法（Czochralski method、以下、ＣＺ法という。）等で結晶成長させて製造する。
【０００３】
シリコン単結晶をＣＺ法に基づいて結晶成長させるにあたって、単結晶内の欠陥特性は結晶の引上げ速度及び冷却等の成長条件に大きく依存する。したがって、成長界面付近の熱環境を調節することにより結晶欠陥の種類及び分布を制御しようとする努力が続けられている。
【０００４】
シリコン融液が固体結晶化されながらベーカンシ型（vacancy-type）とインタスティシャル型（interstitial-type）の点欠陥（point defect）が平衡濃度以上に混入されると、冷却中にこの点欠陥の凝集が起こり成長した結晶欠陥に展開する。ボロンコフ理論（by V.V. Voronkov, The Mechanism of Swirl   Defects Formation in Silicon, Journal of Crystal Growth, Vol. 59, 1982, P. 625.,）によれば、このような欠陥の形成はＶ／Ｇ比と密接な関係を有していることがわかる。ここで、Ｖはインゴットの引上げ速度、Ｇはインゴット−シリコン融液の接触面の温度勾配（結晶成長界面付近の結晶内の垂直温度勾配）である。
【０００５】
前記Ｖ／Ｇ比がある臨界値を超えるとベーカンシ型の結晶欠陥が発生し、それ以下ではインタスティシャル型の結晶欠陥が発生する。したがって、単結晶インゴットの製造装置を用いて結晶を成長させる際、所定のホットゾーン（hot zone）の一定の成長条件下では引上げ速度が結晶内に存在する欠陥の種類、サイズ及び密度等に影響を及ぼす。
【０００６】
一般に、結晶内の垂直温度勾配Ｇはインゴットの中心で最も小さく、周縁部へ行くほど大きくなる。したがって、インゴットの中心部はベーカンシ型の結晶欠陥領域の形成が容易であり、外周部はインタスティシャル型の結晶欠陥領域の形成が容易である。このような結晶欠陥は食刻(etching)または熱処理等の所定の処理後、ウェハの表面にＣＯＰ（Crystal Originated Particle）、ＬＤＰ（Large Dislocation Pit）またはＯＳＦ(Oxidation Induced Stacking Fault)等の欠陥として観察される。
【０００７】
したがって、結晶成長の際中心部でのベーカンシ型結晶欠陥の発生を抑制し、外周部でのインタスティシャル型結晶欠陥の発生を抑制するために、単結晶インゴットの結晶半径方向への垂直温度勾配の偏差ΔＧ、即ち、単結晶インゴット中心部の垂直温度勾配Ｇｃと外周部の垂直温度勾配Ｇｅとの差を減らし、成長界面での平均垂直温度勾配を向上させる必要がある。
【０００８】
前記単結晶インゴットの結晶半径方向への垂直温度勾配偏差ΔＧを減らすためには、中心部の垂直温度勾配Ｇｃを大きくするか、または外周部の垂直温度勾配Ｇｅを小さくする必要がある。
【０００９】
しかしながら、外周部の垂直温度勾配Ｇｅを低くして垂直温度勾配偏差ΔＧを減らすと、単結晶インゴット成長界面の平均垂直温度勾配が減少するので、単結晶インゴットの成長速度が低下する。
【００１０】
ゆえに、結晶欠陥の発生が低下し成長速度の向上を図る単結晶インゴットの製造装置、特に成長界面の熱環境に直接に影響を及ぼす熱シールド（thermal shield）の開発に多くの努力が集中されている。
【００１１】
図１は従来技術に係る単結晶インゴットの製造装置の概略断面図である。
従来技術に係る単結晶インゴットの製造装置はシリコン融液１５を充填する石英坩堝１３がチャンバ１１内に設置される。石英坩堝１３は外部が黒鉛からなる坩堝支持台１７で被覆され、この坩堝支持台１７は回転軸１９上に固定設置される。前記回転軸１９は駆動手段（図示せず）によって回転され石英坩堝１３を回転させながら上方に駆動される。
【００１２】
石英坩堝１３を被覆した支持台１７は所定間隔をおいて円筒形ヒータ２１により取り囲まれ、このヒータ２１は保温筒２３により取り囲まれている。前記ヒータ２１は石英坩堝１３内の高純度の多結晶シリコン塊を溶融してシリコン融液１５を作る役割をする。
【００１３】
チャンバ１１の上部には、ケーブル３３を巻いて引き上げる引上げ手段（図示せず）が設置され、この引上げ手段は回転される。ケーブル３３の下部には、石英坩堝１３内のシリコン融液１５に接触し引き上げられながら単結晶インゴット２９を成長させる種結晶（seed crystal）３１が設置される。
【００１４】
チャンバ１１の上部には、成長する単結晶インゴット２９と坩堝１３内のシリコン融液１５とに不活性ガスを外部から供給する供給管２５が設置される。一方、チャンバ１１の下部には、使用済みの不活性ガスを外部に排出する排気管２７が設置される。
【００１５】
成長する単結晶インゴット２９と坩堝１３との間には、単結晶インゴット２９を取り囲み、第１、第２及び第３遮蔽部３７，３９，４１で構成された熱シールド３５が設置される。前記第１遮蔽部３７は円筒状でヒータ２１からの輻射熱を遮断し、前記第２遮蔽部３９は第１遮蔽部３７の上部と連結されたフランジ状で保温筒２３上に固定設置され、前記第３遮蔽部４１は第１遮蔽部３７の下部と連結され、三角形の断面を持つために単結晶インゴット２９側へ突出する。
【００１６】
前記第３遮蔽部４１は、下部面がシリコン融液１５と水平を成し、所定距離だけ離れており、これによりシリコン融液１５から放出される輻射熱のチャンバ１１の上部への転移を防止し、その輻射熱を単結晶インゴット２９の成長界面付近に蓄積させる役割をする。その結果、単結晶インゴット２９の成長界面付近では中心部と外周部との温度差が減少するので、結晶半径方向の垂直温度勾配の偏差ΔＧが減少する。したがって、所定の引上げ速度で成長する単結晶インゴット２９内における、中心と周縁との温度差による欠陥の発生が減少する。第３遮蔽部４１の内部には断熱特性の優れた材料が充填されるので、熱の単結晶インゴット２９上部への伝達を防止する断熱部４３となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術に係る単結晶インゴットの製造装置は、熱シールドの第３遮蔽部が、シリコン融液から放出される輻射熱のチャンバ上部への転移を防止し、その輻射熱を第３遮蔽部とシリコン融液との間の成長界面付近にのみ蓄積させる。このため、蓄積された熱が単結晶インゴットの外周部に集中しないので温度が上昇しにくい。これにより結晶半径への垂直温度勾配偏差ΔＧが割りに大きいので結晶欠陥が多く発生するという問題点があった。また、第３遮蔽部とシリコン融液との間の上層部に蓄積された熱により中心部の熱の放出が抑制されるので、成長界面における平均垂直温度勾配が低下し成長速度が減少するという問題点があった。
【００１８】
したがって、本発明の目的は成長した単結晶インゴットの中心部と外周部との垂直温度勾配の偏差を減らすことにより、結晶欠陥発生の偏差を減少させる単結晶インゴットの製造装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は単結晶インゴット成長界面の平均垂直温度勾配を増加させることにより、単結晶インゴットの成長速度を向上させることができる単結晶インゴットの製造装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の単結晶インゴットの製造装置は、チャンバと、このチャンバ内に設置され、所定の直径Ｄを有する単結晶インゴットの成長のためのシリコン融液を充填する石英坩堝と、この石英坩堝を被覆し、回転軸上に固定設置される坩堝支持台と、この坩堝支持台を取り囲む円筒状のヒータと、このヒータを取り囲むように設置され、前記ヒータから発散される熱の前記チャンバ側への拡散を防止する保温筒と、前記単結晶インゴットと坩堝との間に設置される円筒状の第１遮蔽部、この第１遮蔽部の上部と連結され、前記保温筒上に固定されるフランジ状の第２遮蔽部、および前記第１遮蔽部の下部と連結され、前記単結晶インゴット側へ突出する第３遮蔽部からなる熱シールドと、を含む単結晶インゴットの製造装置において、前記第３遮蔽部は、前記単結晶インゴット及び前記シリコン融液に向けて水平対応距離Ｗ１と第１曲率半径Ｒ１を有する第１面と、前記単結晶インゴットと反対側の前記ヒータ及び前記シリコン融液に向けて水平対応距離Ｗ２と第２曲率半径Ｒ２を有する第２面と、前記単結晶インゴットの外周面と対向する第３面と、前記チャンバの上部に向けて第３曲率半径Ｒ３を有する第４面と、からなることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図２は本発明に係る単結晶インゴットの製造装置の実施の形態を示す概略断面図である。
本発明に係る単結晶インゴットの製造装置の実施の形態は、シリコン融液５５を充填する石英坩堝５３がチャンバ５１内に設置され、この石英坩堝５３は外部が黒鉛からなる坩堝支持台５７で被覆される。坩堝支持台５７は回転軸５９上に固定設置され、この回転軸５９は駆動手段（図示せず）によって回転され石英坩堝５３を回転させながら上方に駆動される。
【００２２】
石英坩堝５３を被覆した支持台５７は所定間隔をおいて円筒状のヒータ６１により取り囲まれ、このヒータ６１は保温筒６３により取り囲まれている。前記ヒータ６１は石英坩堝５３内の高純度の多結晶シリコン塊を溶融してシリコン融液５５を作り、保温筒６３はヒータ６１から発散される熱のチャンバ５１壁側への拡散を防止し熱効率を向上させる。
【００２３】
チャンバ５１の上部には、ケーブル７３を巻いて引き上げる引上げ手段（図示せず）が設置され、前記ケーブル７３の下部には、石英坩堝５３内のシリコン融液５５に接触し引き上げられながら単結晶インゴット６９を成長させる種結晶７１が設置される。引上げ手段は単結晶インゴット６９の形成時にケーブル７３を巻いて引き上げながら回転する。
【００２４】
チャンバ５１の上部には、成長する単結晶インゴット６９と坩堝５３内のシリコン融液５５とにＡｒ，Ｎｅ及びＮ等の不活性ガスを外部から供給する供給管６５が設置される。一方、チャンバ５１の下部には、使用済みの不活性ガスを外部に排出する排気管６７が設置される。
【００２５】
単結晶インゴット６９と坩堝５３との間には、Ｍｏ，Ｗ，Ｃ又はＳｉＣがコートされた黒鉛からなる熱シールド７５が設置される。この熱シールド７５は第１、第２及び第３遮蔽部７７，７９，８１で構成され、単結晶インゴット６９を取り囲むように設置される。
【００２６】
前記第１遮蔽部７７は円筒状でヒータ６１及び坩堝５３からの輻射熱のインゴット６９側への拡散を遮断する。第２遮蔽部７９は第１遮蔽部７７の上部と連結され、フランジ（flange）状で保温筒６３上に固定設置され、ヒータ６１からの輻射熱のチャンバ５１上部への拡散を遮断する。第３遮蔽部８１は第１遮蔽部７７の下部と連結され、単結晶インゴット６９側へ突出する。
【００２７】
図３は図２のＡ部分を示し、本発明の一実施形態に係る単結晶インゴットの製造装置の熱シールド７５を示す拡大断面図であり、図４は図３の熱シールド７５の作用状態図である。
【００２８】
図３に示すように熱シールド７５の第３遮蔽部８１は、凸状で単結晶インゴット６９及びシリコン融液５５に向いている第１面８５と、凸状で単結晶インゴット６９と反対側のヒータ６１及びシリコン融液５５に向いている第２面８７と、単結晶インゴット６９の外周面と対向する第３面８９と、凹状でチャンバ５１の上部に向けている第４面９１とからなる。また、第３遮蔽部８１の内部はカーボンフェルト（carbon felt）等の断熱特性の優れた材料が充填されるので、熱の単結晶インゴット６９上部への伝達を防止する断熱部８３となる。
【００２９】
第３遮蔽部８１は第３面８９が単結晶インゴット６９から所定間隔ＩＤだけ離れる。この間隔ＩＤは工程中に第３遮蔽部８１と単結晶インゴット６９との衝突を防止するために１０ｍｍ以上とし、かつシリコン融液５５からの輻射熱の単結晶インゴット６９上部への拡散を抑制するために３０ｍｍ以下とする。即ち、間隔ＩＤは１０ｍｍ≦ＩＤ≦３０ｍｍである。
【００３０】
なお、単結晶インゴット６９の直径をＤとすると、第３面８９の高さＨ１は０．０５Ｄ≦Ｈ１≦０．３５Ｄとなり外周部の過冷却を防止し、第３遮蔽部８１の高さＨ２は１．０Ｄ≦Ｈ２≦２．０Ｄとなりシリコン融液５５からの輻射熱の単結晶インゴット６９上部への伝達を防止するので、上部と下部との温度差を大きくして中心部の垂直温度勾配Ｇｃを増加させる。また、シリコン融液５５と第３遮蔽部８１との間の高さＨ３はヒータ６１から単結晶インゴット６９への輻射熱を増加させるために３０〜１００ｍｍとする。
【００３１】
第１及び第２面８５，８７は凸状でそれぞれ水平対応距離Ｗ１，Ｗ２と曲率半径Ｒ１，Ｒ２を有し、第４面９１は凹状で曲率半径Ｒ３を有する。第１及び第２面８５，８７の水平対応距離Ｗ１，Ｗ２の和は０．５Ｄ≦Ｗ１＋Ｗ２≦１．０Ｄであり、比率は１．０≦Ｗ１／Ｗ２≦４．０である。また、第１及び第２面８５，８７の曲率半径Ｒ１，Ｒ２の比率は１．０≦Ｒ１／Ｒ２≦３．０であり、第４面９１の曲率半径Ｒ３はＲ３≦２．０Ｒ１とする。
【００３２】
図４に示すように、前記凸状の第１面８５により、 シリコン融液５５からの輻射熱は単結晶インゴット６９の成長界面を中心として結晶部位及びシリコン融液５５表面に放射状に反射される。したがって、単結晶インゴット６９の外周部に達する輻射熱の密度が分散し、外周部の温度が過度でない程度に上昇するので、外周部の垂直温度勾配Ｇｅが適切に小さくなるとともに中心部の垂直温度勾配Ｇｃは適切に大きくなる。
【００３３】
なお、凸状の第２面８７はシリコン融液５５の輻射熱を石英坩堝５３方向に反射させ、シリコン融液５５と第３遮蔽部８１との間の熱密度を低下させる。したがって、単結晶インゴット６９中心部の熱が容易に放出されるので、成長界面における平均垂直温度勾配を向上させる。
【００３４】
前記第１面８５と第２面８７が同一の曲率半径を有する時は同一の中心点を有することもできる。
【００３５】
第３面８９は単結晶インゴット６９からの熱を反射させ外周部の温度を向上させる。そして、凹状の第４面９１は、単結晶インゴット６９上部からの熱をチャンバ５１上部へ反射させ、その熱の単結晶インゴット６９上部への還元を防止するので、平均垂直温度勾配を向上させる。
【００３６】
上記で前記第４面９１が１つの曲率半径Ｒ３を有すると説明したが、２つ以上の多段の曲率半径を有することもできる。第４面９１が２つ以上の多段の曲率半径を有すると、第４面９１の、単結晶インゴット６９と隣接した部分は１つの曲率半径を有する時と同一の曲率半径Ｒ３を有するが、単結晶インゴット６９から遠くなるほど漸次曲率半径が大きくなる。これにより、第４面９１の、単結晶インゴット６９と隣接した部分は、単結晶インゴット６９からの熱をチャンバ５１上部へ反射させ、その熱の単結晶インゴット６９上部への還元を防止するので、平均垂直温度勾配を向上させる。一方、インゴット６９から漸次遠くなって曲率半径が大きくなった部分は、単結晶インゴット６９からの熱を単結晶インゴット６９上部の冷却された部分に集中的に照射させるように反射させ、付加的な熱処理により結晶欠陥を取り除く。
【００３７】
下記の表１は従来技術に係る装置及び本発明に係る装置で単結晶インゴットを成長させる時の、結晶中心部の垂直温度勾配Ｇｃの変化と結晶半径方向の垂直温度勾配偏差ΔＧの変化とを示す。
【００３８】
【表１】
0003944879.tif 000002
【００３９】
上記表１を参照すると、結晶中心部の垂直温度勾配Ｇｃは、従来技術に係る装置では２２．０１°K／cmであるが、本発明に係る装置では２６．４４°K／cmに向上するので、結晶欠陥を抑制する成長速度の向上を図ることができる。また、結晶半径方向の垂直温度勾配偏差ΔＧは、従来技術に係る装置では０．８３°K／cmであるが、本発明に係る装置では０．６５°K／cmに低下するので、従来技術条件下に比べてより向上した所定の引上げ速度でも結晶欠陥発生の偏差を減少させることができる。
【００４０】
上述したように本発明の一実施形態に係る単結晶インゴットの熱シールド７５は、第１面８５により、シリコン融液５５からの輻射熱を単結晶インゴット６９へ反射させて結晶外周部の温度を上昇させ、かつシリコン融液５５と第３遮蔽部８１との間の高さＨ３を調節してヒータ６１から単結晶インゴット６９への輻射熱を増加させて結晶外周部の温度を上昇させ、これにより垂直温度勾配が小さくなる。したがって、単結晶インゴットの結晶半径方向の垂直温度勾配偏差ΔＧが減少し結晶欠陥発生の偏差を減少させる。
【００４１】
なお、第３遮蔽部８１により、シリコン融液５５からの輻射熱の単結晶インゴット６９上部への伝達を防止し、第２面８７により、シリコン融液５５からの輻射熱を石英坩堝５３へ反射させてシリコン融液５５と第３遮蔽部８１との間の熱密度を低下させ、第４面９１により、単結晶インゴット６９上部からの熱をチャンバ５１上部へ反射させてその熱の単結晶インゴット６９の上部への還元を防止する。したがって、単結晶インゴット６９の下部と上部との温度差を大きくし、結晶中心部を含む平均垂直温度勾配を向上させるので、結晶欠陥の発生を抑える単結晶インゴットの成長速度の向上を図ることができる。
【００４２】
図５は本発明の他の実施形態に係る熱シールド７５の拡大断面図である。
本発明の他の実施形態に係る熱シールド７５は図３に示した本発明の一実施形態に係る熱シールド７５と第１面８５を除いては同一構成を有するので、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００４３】
本発明の他の実施形態に係る熱シールド７５は第３遮蔽部８１の第１面８５′が本発明の一実施形態に係るものと反対の曲率半径Ｒ１′を有する凹状である。前記第１面８５′の曲率半径Ｒ１′はＲ１′≦１／２Ｒ３とする。
【００４４】
図６に示すように前記凹状の第１面８５′は、シリコン融液５５の輻射熱を単結晶インゴット６９の成長界面上に集中的に照射させるように反射させる。これにより、単結晶インゴット６９の外周部の温度が上昇しここの垂直温度勾配が小さくなる。
【００４５】
上記他の実施形態で前記第４面９１が２つ以上の多段の曲率半径を有することもできる。第４面９１が２つ以上の多段の曲率半径を有すると、第４面９１の、単結晶インゴット６９と隣接した部分は１つの曲率半径を有する時と同一の曲率半径Ｒ３を有するが、単結晶インゴット６９から遠くなるほど漸次曲率半径が大きくなる。
【００４６】
上述したように本発明は、第３遮蔽部の第１面により、シリコン融液からの輻射熱を単結晶インゴットの下部に反射させ、かつシリコン融液と第３遮蔽部との間の高さを調節してヒータから単結晶インゴットへの輻射熱を増加させ、これにより単結晶インゴットの外周部の温度を上昇させて垂直温度勾配を減らす。なお、第３遮蔽部により、シリコン融液からの輻射熱の単結晶インゴット上部への伝達を防止し、第２面により、シリコン融液からの輻射熱を石英坩堝へ反射させてシリコン融液と第３遮蔽部との間の熱密度を低下させる。さらに、第４面により、単結晶インゴット上部からの熱の単結晶インゴット上部への還元を防止し平均垂直温度勾配を向上させる。
【００４７】
【発明の効果】
したがって、本発明は単結晶インゴットの結晶半径方向の垂直温度勾配の偏差ΔＧを減らすことにより、結晶欠陥発生の偏差を減少させ、且つ平均垂直温度勾配を向上させることにより、結晶欠陥の発生を抑制する単結晶インゴットの成長速度の向上を図ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る単結晶インゴットの製造装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る単結晶インゴットの製造装置の概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る単結晶インゴットの製造装置の熱シールドを示す図２のＡ部分の拡大断面図である。
【図４】図３の熱シールドの作用状態図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る熱シールドの拡大断面図である。
【図６】図５の熱シールドの作用状態図である。
【符号の説明】
５１  チャンバ
５３  石英坩堝
５５  シリコン融液
５７  坩堝支持台
５９  回転軸
６１  ヒータ
６３  保温筒
６９  単結晶インゴット
７５  熱シールド
７７  第１遮蔽部
７９  第２遮蔽部
８１  第３遮蔽部
８３  断熱部
８５，８５′  第１面
８７  第２面
８９  第３面
９１  第4面
【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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