特許 6969917 多結晶シリコン棒および多結晶シリコン棒の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6969917

(24)【登録日】2021年11月1日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】多結晶シリコン棒および多結晶シリコン棒の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 33/035 20060101AFI20211111BHJP

   C01B 33/02 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   C01B33/035

   C01B33/02 E

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-136073(P2017-136073)

(22)【出願日】2017年7月12日

(65)【公開番号】特開2019-19010(P2019-19010A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2019年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002060

【氏名又は名称】信越化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100117444

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 健一

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 秀一

(72)【発明者】

【氏名】星野 成大

(72)【発明者】

【氏名】岡田 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】祢津 茂義

(72)【発明者】

【氏名】石田 昌彦

【審査官】 小野 久子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−００３８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０４７２５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−０５２９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１２５２０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５２２７９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ３３／０３５

Ｃ０１Ｂ ３３／０２

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

化学気相法による析出により育成された多結晶シリコン棒であって、
前記多結晶シリコン棒の直径（２Ｒ）が１５０ｍｍ以上であり、
該多結晶シリコン棒の中心領域、Ｒ／２領域、および外側領域から採取された板状試料の中心を回転中心として角度φ＝１８０度で面内回転させて得られたＸ線回折チャートを求めたときに、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度を６σ_n-1／平均値で評価したときに、中心領域においては０．１２以下、Ｒ／２領域においては０．３０以下、外側領域においては０．５４以下であることを特徴とする多結晶シリコン棒。
なお、σ_n-1は標準偏差である。

【請求項2】

前記＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．０９以下、Ｒ／２領域においては０．１５以下、外側領域においては０．２０以下である、請求項１に記載の多結晶シリコン棒。

【請求項3】

前記＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．０８以下、Ｒ／２領域においては０．１０以下、外側領域においては０．１０以下である、請求項１に記載の多結晶シリコン棒。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多結晶シリコン棒の結晶成長技術に関し、より詳細には、単結晶シリコンの製造原料として好適な多結晶シリコン棒の製造技術に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイス等の製造に不可欠な単結晶シリコンは、ＣＺ法やＦＺ法により結晶育成され、その際の原料として多結晶シリコン棒や多結晶シリコン塊が用いられる。このような多結晶シリコン材料は多くの場合、シーメンス法により製造される。シーメンス法とは、トリクロロシランやモノシラン等の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多結晶シリコンをＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により気相成長（析出）させる方法である。

【0003】

例えば、ＣＺ法で単結晶シリコンを結晶育成する際には、石英ルツボ内に多結晶シリコン塊をチャージし、これを加熱溶融させたシリコン融液に種結晶を漬けて転位線を消滅させ、無転位化させた後に所定の直径となるまで徐々に径拡大させて結晶の引上げが行われる。このとき、シリコン融液中に未溶融の多結晶シリコンが残存していると、この未溶融多結晶片が対流により固液界面近傍を漂い、転位発生を誘発して結晶線を消失させてしまう原因となる。

【0004】

また、特許文献１には、多結晶シリコンロッド（多結晶シリコン棒）をシーメンス法で製造する工程中に該ロッド中で針状結晶が析出することがあり、かかる多結晶シリコン棒を用いてＦＺ法による単結晶シリコン育成を行うと、上述の不均質な微細構造によって個々の晶子がその大きさに相応して均一には溶融せず、不溶融の晶子が固体粒子として溶融帯域をとおって単結晶ロッドへと通り抜けて未溶融粒子として単結晶の凝固面に組み込まれ、これにより欠陥形成が引き起こされる旨が報告されている。なお、針状結晶については、特許文献２や３も参照されたい。

【0005】

ここで言う針状結晶とは、その長軸方向を、多結晶シリコン棒の析出方向（多結晶シリコン棒の長軸方向に垂直な方向）とする針状の結晶である。針状結晶の長軸方向の長さは長いものでは数ｍｍ程度にもなる。このような針状結晶は、多結晶シリコンが析出する過程で発生した局所的に不均質な結晶が、析出工程が進むにつれて相互に連結することで一体化することで形成されるものと考えられる。このような局所的不均質結晶や針状結晶が内在する多結晶シリコン棒を用いてＦＺ法による単結晶シリコンの結晶育成を行うと、局所的不均質結晶や針状結晶がシリコン融液中に浮遊することとが起こり、結晶成長に不具合が生じる。このため、局所的不均質結晶や針状結晶を含まない多結晶シリコン棒の育成技術が求められることとなる。なお、結晶学的には、針状結晶は、ミラー指数にて比較すると、＜２２０＞が＜１１１＞よりも優位（Ｘ線回折による検出量を比較すると、検出量が＜２２０＞の方が多い。）である特徴を有しており、針状結晶が存在しない領域は、＜１１１＞が優位である。

【0006】

特許文献４には、＜１１１＞を主面とする局所的不均質結晶は、多結晶シリコン棒の中心部（芯線に近い部分）に発生し易いことが報告されている。一方、結晶粒径の測定をＥＢＳＤにより行うと、局所的不均質結晶は、その外観とは別に、不均質結晶を構成する結晶方位まで計数するが、不均質であることの情報を得ることが出来ない。局所的不均質結晶を検出するための最も良い方法は、フッ酸、硝酸混合、水溶液によるエッチングを行い、光学顕微鏡にて観察する方法である。光学顕微鏡により１００倍程度の倍率で観察をすると、多くの場合、局所的不均質結晶は、長径が１０μｍ以上の結晶部分として確認できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−２８５４０３号公報

【特許文献2】特開２０１３−１９３９０２号公報

【特許文献3】特開２０１４−０２８７４７号公報

【特許文献4】特開２０１６−１５０８８５号公報

【特許文献5】特開２０１５−００３８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

言うまでもなく、ＣＺ法にせよＦＺ法にせよ、育成される単結晶シリコンは大型化しており、現在では直径は６インチから８インチのものが主流であり、このような大口径化に伴い、多結晶中に存在する不均質部位が単結晶化の工程で及ぼす悪影響（結晶線の消失、結晶線の湾曲や乱れなど）が顕著になってきた。このため、製造用原料として用いられる多結晶シリコンには、これまで以上の高い結晶均質性が求められるようになってきている。具体的には、針状結晶を含まず、局所的不均質結晶を含まないことである。

【0009】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、単結晶シリコン製造用原料として好適な多結晶シリコンを提供し、単結晶シリコンの安定的製造に寄与することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明に係る多結晶シリコン棒は、化学気相法による析出により育成された多結晶シリコン棒であって、前記多結晶シリコン棒の長軸方向に垂直な方向の粒径ｄ_Vが前記多結晶シリコン棒の長軸方向に平行な方向の粒径ｄ_Pよりも大きい（ｄ_V＞ｄ_P）形状の針状結晶を含まないことを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る多結晶シリコン棒は、化学気相法による析出により育成された多結晶シリコン棒であって、多結晶シリコン棒の長軸方向に垂直な方向を主面の方向とするように採取された板状試料の表面をフッ酸と硝酸の混合液でエッチングした際に、当該エッチング面において１０μｍ以上の粒径の局所的不均質結晶を含まないことを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係る多結晶シリコン棒は、化学気相法による析出により育成された多結晶シリコン棒であって、多結晶シリコン棒の直径（２Ｒ）が１５０ｍｍ以上であり、該多結晶シリコン棒の中心領域、Ｒ／２領域、および外側領域から採取された板状試料の中心を回転中心として角度φ＝１８０度で面内回転させて得られたＸ線回折チャートを求めたときに、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度を６σ_n-1／平均値で評価したときに、中心領域においては０．１５以下、Ｒ／２領域においては０．３０以下、外側領域においては０．５８以下である、ことを特徴とする。なお、σ_n-1は標準偏差である。

【0013】

好ましくは、前記＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．１２以下、Ｒ／２領域においては０．３０以下、外側領域においては０．５４以下である。

【0014】

より好ましくは、前記＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．０９以下、Ｒ／２領域においては０．１５以下、外側領域においては０．２０以下である。

【0015】

さらに好ましくは、前記＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．０８以下、Ｒ／２領域においては０．１０以下、外側領域においては０．１０以下である。

【0016】

また、本発明に係る多結晶シリコン棒の製造方法は、化学気相法による析出により直径が１５０ｍｍ以上の多結晶シリコン棒を製造する方法であって、反応炉内に複数対のシリコン芯線を配置し、前記多結晶シリコン棒の最終直径の平均値をＤ（ｍｍ）とし、前記複数対のシリコン芯線の相互間隔をＬ（ｍｍ）としたときに、Ｄ／Ｌの値を０．４０未満の範囲に設定する、ことを特徴とする。

【0017】

好ましくは、多結晶シリコンの析出工程中の反応圧力を０．２ＭＰa以上に設定する。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る多結晶シリコン棒を用いてＦＺ法により結晶育成を行ったり、多結晶シリコンブロックから得られた塊を用いてＣＺ法により結晶育成することにより、部分的な溶融残りの局部的な発生が抑制され、単結晶シリコンの安定的な製造に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1A】化学気相法で析出させて育成された多結晶シリコン棒からの、Ｘ線回折プロファイル測定用の板状試料の採取例について説明するための図である。

【図1B】化学気相法で析出させて育成された多結晶シリコン棒からの、Ｘ線回折プロファイル測定用の板状試料の採取例について説明するための図である。

【図2】板状試料からのＸ線回折プロファイルをφスキャン法で求める際の測定系例の概略を説明するための図である。

【図3A】Ｄ／Ｌの値が０．６９の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料の＜２２０＞面からのＸ線回折チャートである。

【図3B】Ｄ／Ｌの値が０．３６の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料の＜２２０＞面からのＸ線回折チャートである。

【図4A】図３Ａに示した板状試料の表面をフッ酸と硝酸の混合液によりエッチングして光学顕微鏡観察した結果である。

【図4B】図３Ｂに示した板状試料の表面をフッ酸と硝酸の混合液によりエッチングして光学顕微鏡観察した結果である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0020】

以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

【0021】

本発明者らは、特開２０１５−３８４４号公報（特許文献５）において、単結晶シリコンを高い歩留まりで安定的に製造するためには、単結晶シリコン製造用原料として好適な多結晶シリコンを、高い定量性と再現性で選別する高度な技術が求められている現状に鑑み、単結晶シリコン製造用原料として用いる多結晶シリコン棒をＸ線回折法により選択するための方法の発明を提案し、当該発明は特許第５９４７２４８号として登録されている。

【0022】

この方法では、化学気相法による析出により育成された多結晶シリコン棒から、径方向に垂直な断面を主面とする板状試料を採取し、該板状試料を第１のミラー指数面＜１１１＞からのブラッグ反射が検出される位置に配置し、スリットにより定められるＸ線照射領域が前記板状試料の主面上をφスキャンするように該板状試料の中心を回転中心として回転角度φで面内回転させ、前記ミラー指数面からのブラッグ反射強度の前記板状試料の回転角度（φ）依存性を示すチャートを求め、該チャートからベースラインの回折強度値（Ｉ_B^<111>）を求め、さらに、同様の手法により、第２のミラー指数面＜２２０＞から得られるφスキャン・チャートからベースラインの回折強度値（Ｉ_B^<220>）を求め、前記Ｉ_B^<111>値と前記Ｉ_B^<220>値の大小関係が下記の２条件を同時に満足する場合に、単結晶シリコン製造用原料として選択するというものである。

【0023】

なお、上記の２条件とは、条件１：「半径Ｒの前記多結晶シリコン棒の径方向の中心からＲ/３以内の位置から採取した前記板状試料で得られた前記Ｉ_B^<111>と前記Ｉ_B^<220>が、Ｉ_B^<111>＞Ｉ_B^<220>を満足する。」、および、条件２：「半径Ｒの前記多結晶シリコン棒の径方向の中心から２Ｒ/３以上で３Ｒ／３以内の位置から採取した前記板状試料で得られた前記Ｉ_B^<111>値と前記Ｉ_B^<220>値が、Ｉ_B^<111>＜Ｉ_B^<220>を満足する。」というものである。

【0024】

ミラー指数面＜１１１＞を主面とする局所的不均質結晶が多く含まれているほど、上述のφスキャン・チャートには、ベースラインの強度を超えるミラー指数面＜１１１＞からの回折ピークが認められるようになる。同様に、ミラー指数面＜２２０＞を主面とする針状結晶や局所的不均質結晶が多く含まれているほど、上述のφスキャン・チャートには、ベースラインの強度を超えるミラー指数面＜２２０＞からの回折ピークが認められるようになる。そして、このような回折ピークの存在は、φスキャン・チャートから評価し得るミラー指数面＜１１１＞や＜２２０＞の回折強度のバラツキとして評価することが可能である。よって、このような回折強度のバラツキを定量的に評価できれば、ミラー指数面＜１１１＞や＜２２０＞を主面とする針状結晶や局所的不均質結晶含まれている程度の指標とすることが可能である。

【0025】

本発明者らが検討したところによれば、ミラー指数面＜１１１＞の回折強度のバラツキは、多結晶シリコン析出時における電流加熱の負荷が高まる部位（主にシリコン芯線近傍）にて生じ易く、ミラー指数面＜２２０＞の回折強度のバラツキは、隣接する多結晶シリコン棒からの輻射熱を受容する部位（主に多結晶シリコン棒の外側）にて生じ易いことが判明した。

【0026】

＜１１１＞を主面とする局所的不均質結晶は、多結晶シリコン棒の中心部に発生し易いことが本発明者らにより既に報告されており（特許文献４）、多結晶シリコン棒の中心部の温度設定を適切に制御することにより、ミラー指数面＜１１１＞の回折強度のバラツキを抑えることができる。

【0027】

これに対し、＜２２０＞を主面とする局所的不均質結晶は、隣接する多結晶シリコン棒からの輻射熱を受容する部位（主に多結晶シリコン棒の外側）に発生し易いから、隣接する多結晶シリコン棒からの輻射熱を考慮することが求められる。

【0028】

本発明者らは、この輻射熱の問題を検討した結果、化学気相法による析出により直径が１５０ｍｍ以上の多結晶シリコン棒を製造するに際し、反応炉内に複数対のシリコン芯線を配置し、前記多結晶シリコン棒の最終直径の平均値をＤ（ｍｍ）とし、前記複数対のシリコン芯線の相互間隔をＬ（ｍｍ）としたときに、Ｄ／Ｌの値を０．４０未満の範囲に設定することとすると、＜２２０＞を主面とする針状結晶、並びに局所的不均質結晶の発生を効果的に抑制することができるとの知見に至った。

【0029】

具体的には、上記方法により、化学気相法による析出により育成された多結晶シリコン棒であって、前記多結晶シリコン棒の直径（２Ｒ）が１５０ｍｍ以上であり、該多結晶シリコン棒の中心領域、Ｒ／２領域、および外側領域から採取された板状試料の中心を回転中心として角度φ＝１８０度で面内回転させて得られたＸ線回折チャートを求めたときに、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度を６σ_n-1／平均値で評価したときに、中心領域においては０．１５以下、Ｒ／２領域においては０．３０以下、外側領域においては０．５８以下である多結晶シリコン棒を得ることができる。なお、ここではミラー指数面＜２２０＞の回折強度のバラツキの程度（＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度）は６σ_n-1／平均値で評価しており、σ_n-1は標準偏差である。

【0030】

このように、本発明においては、結晶の均質性の程度をミラー指数面＜２２０＞の回折強度のバラツキの程度で評価している。以下に、その評価の手順を説明する。

【0031】

［評価試料の採取］
図１Ａ及び図１Ｂは、シーメンス法などの化学気相法で析出させて育成された多結晶シリコン棒１０からの、Ｘ線回折プロファイル測定用の板状試料２０の採取例について説明するための図である。図中、符号１で示したものは、表面に多結晶シリコンを析出させてシリコン棒とするためのシリコン芯線である。なお、この例では、結晶均質性を評価すべく３つの部位（ＣＴＲ：シリコン芯線１に近い部位、ＥＤＧ：多結晶シリコン棒１０の外側面に近い部位、Ｒ／２：ＣＴＲとＥＧＤの中間の部位）から板状試料２０を採取している。なお、この図に示した例では、板状試料２０を、多結晶シリコン棒１０の長軸方向と垂直な方向からくり抜き採取している。

【0032】

図１Ａで例示した多結晶シリコン棒１０の直径は１５０ｍｍ以上であり、この多結晶シリコン棒１０の外側面側から、直径が概ね２０ｍｍで長さが概ね７０ｍｍのロッド１１を、シリコン芯線１の長手方向と垂直にくり抜く。

【0033】

そして、図１Ｂに図示したように、このロッド１１のシリコン芯線１に近い部位（ＣＴＲ）、多結晶シリコン棒１０の側面に近い部位（ＥＤＧ）、ＣＴＲとＥＧＤの中間の部位（Ｒ／２）からそれぞれ、多結晶シリコン棒１０の径方向に垂直な断面を主面とする厚みが概ね２ｍｍの板状試料（２０_CTR、２０_EDG、２０_R/2）を採取する。

【0034】

なお、ロッド１１を採取する部位、長さ、および本数は、シリコン棒１０の直径やくり抜くロッド１１の直径に応じて適宜定めればよく、板状試料２０もくり抜いたロッド１１のどの部位から採取してもよいが、シリコン棒１０全体の性状を合理的に推定可能な位置であることが好ましい。

【0035】

また、板状試料２０の直径を概ね２０ｍｍとしたのも例示に過ぎず、直径はＸ線回折測定時に支障がない範囲で適当に定めればよい。なお、結晶の組織観察を光学顕微鏡にて観察するために、板状試料２０の表面をラップ研磨した後、フッ酸と硝酸の混合液によりエッチングを行うようにしてもよい。

【0036】

［Ｘ線回折チャート］
図２は、板状試料２０からのＸ線回折プロファイルをφスキャン法で求める際の測定系例の概略を説明するための図で、この図に示した例では、板状試料２０の両周端に渡る領域にスリットにより定められる細い矩形の領域にＸ線を照射させ、このＸ線照射領域が板状試料２０の全面をスキャンするように板状試料２０の中心を回転中心としてＹＺ面内で回転（φ＝０°〜１８０°）させる。板状試料２０を、＜２２０＞面からの回折強度が得られる角度にセットする。スリット３０から射出されてコリメートされたＸ線ビーム４０（Ｃｕ−Ｋα線：波長１．５４Å）は板状試料２０に入射し、板状試料２０をＹＺ平面内で回転させながら（φスキャン測定）、試料回転角度（θ）毎の回折Ｘ線ビームの強度を検知器（不図示）で検出してＸ線回折チャート（φスキャン・チャート）を得る。

【0037】

図３Ａおよび図３Ｂは、上記手順で得られたＸ線回折チャートの例で、図３Ａに示したものは、反応炉内に複数対のシリコン芯線を配置し、多結晶シリコン棒の最終直径の平均値をＤ（ｍｍ）とし、複数対のシリコン芯線の相互間隔をＬ（ｍｍ）としたときに、Ｄ／Ｌの値が０．６９の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料の＜２２０＞面からのＸ線回折チャート、図３Ｂに示したものは、上記Ｄ／Ｌの値が０．３６の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料の＜２２０＞面からのＸ線回折チャートである。

【0038】

図３ＡのＸ線回折チャートには、ベースラインの強度を超えるミラー指数面＜２２０＞からの回折ピークが多数認められる。これに対し、図３ＢのＸ線回折チャートには、ベースラインの強度を超えるミラー指数面＜２２０＞からの回折ピークは認められていない。この結果は、Ｄ／Ｌの値が０．６９の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料にはミラー指数面＜２２０＞を主面とする針状結晶や局所的不均質結晶が多く含まれている一方、Ｄ／Ｌの値が０．３６の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料にはミラー指数面＜２２０＞を主面とする針状結晶や局所的不均質結晶が殆ど含まれていないことを意味している。

【0039】

図４Ａおよび図４Ｂは、これら板状試料の表面をフッ酸と硝酸の混合液によりエッチングして光学顕微鏡観察した結果である。Ｄ／Ｌの値が０．６９の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料（図４Ａ）には多くの針状結晶や局所的不均質結晶が認められる一方、Ｄ／Ｌの値が０．３６の条件で育成された多結晶シリコン棒から採取された板状試料（図４Ｂ）には斯かる不均質部分が認められない。

【実施例】

【0040】

反応炉内に複数対のシリコン芯線を配置してシーメンス法により多結晶シリコン棒を育成した。多結晶シリコン棒の析出工程後の直径の平均値Ｄは１５０〜３００ｍｍの範囲に設定した。なお、複数対のシリコン芯線の相互間隔Ｌ（ｍｍ）は、シリコン芯線の両下端部が収容される２つの電極を結ぶ中心点の相互間距離を変えることで設定した。反応炉は内径１．８ｍで高さ３ｍであり、多結晶シリコンの原料であるトリクロロシランのガス濃度は３０ｖｏｌ％、希釈用の水素ガスの流量は１００Ｎｍ³/時間である。

【0041】

実施例１〜９および比較例１〜５の多結晶シリコン棒の評価結果を、表１および表２に纏めた。なお、表中に「局所的不均質結晶」と記したものは、多結晶シリコン棒の長軸方向に垂直な方向を主面の方向とするように採取された板状試料の表面をフッ酸と硝酸の混合液でエッチングした際に、当該エッチング面において１０μｍ以上の粒径の局所的不均質部分として確認されたものである。

【0042】

【表1】

【0043】

【表2】

【0044】

なお、表１中に示した表面温度は放射温度計にて測定した値であり、高さ方向の中央部であり、あくまでも参考値である。

【0045】

表１に示された結果によれば、実施例１〜４にものは何れも、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度を６σ_n-1／平均値で評価したときに、中心領域においては０．１５以下、Ｒ／２領域においては０．３０以下、外側領域においては０．５８以下であり、結晶的にも均質であり、これをＦＺ法による単結晶化の原料として用いた場合にも結晶線の消失は認められていない。

【0046】

また、Ｄ／Ｌの値が小さくなるにつれて、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度も小さくなっている。具体的には、実施例２のものでは、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．１２以下、Ｒ／２領域においては０．３０以下、外側領域においては０．５４以下であり、実施例３のものでは、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．０９以下、Ｒ／２領域においては０．１５以下、外側領域においては０．２０以下であり、実施例４のものでは、＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、中心領域においては０．０８以下、Ｒ／２領域においては０．１０以下、外側領域においては０．１０以下である。

【0047】

これに対し、比較例のものは何れも、６σ_n-1／平均値で評価したときの＜２２０＞面からの回折強度の変動の程度が、「中心領域においては０．１５以下、Ｒ／２領域においては０．３０以下、外側領域においては０．５８以下」の条件を満足しておらず、これをＦＺ法による単結晶化の原料として用いた場合には結晶線の消失が認められている。

【0048】

また、表２に示した結果から、多結晶シリコンの析出工程中の反応圧力を０．２ＭＰa以上に設定することとすると、高い結晶均質性が得られることが分かる。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、単結晶シリコン製造用原料として好適な多結晶シリコンを提供する。その結果、単結晶シリコンの安定的製造に寄与する。

【符号の説明】

【0050】

１ シリコン芯線
１０ 多結晶シリコン棒
１１ ロッド
２０ 板状試料
３０ スリット
４０ Ｘ線ビーム

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】