多晶硅的晶体性评价方法技术领域
本发明涉及利用X射线衍射法对多晶硅的晶体性进行评价的方
法，以及利用该方法选择适合作为用于稳定地制造单晶硅的原料的多
晶硅棒或多晶硅块的方法。
背景技术
在制造半导体器件等中不可欠缺的单晶硅通过CZ法、FZ法进行
晶体培育，使用多晶硅棒、多晶硅块作为此时的原料。这种多晶硅材
料多数情况下通过西门子法来制造(参见专利文献1等)。西门子法是指
如下所述的方法：使三氯硅烷、甲硅烷等硅烷原料气体与加热后的硅
芯线接触，由此通过CVD(化学气相沉积，ChemicalVaporDeposition)
法使多晶硅在该硅芯线的表面气相生长(析出)。
例如，通过CZ法对单晶硅进行晶体培育时，将多晶硅块装载于
石英坩埚内，将籽晶浸渍在使上述多晶硅块加热熔融后的硅熔液中使
位错线消除(无位错化)后，缓慢扩大直径进行晶体的提拉直至达到规定
的直径。此时，如果在硅熔液中残留有未熔融的多晶硅，则该未熔融
多晶片因对流而漂浮在固液界面附近，成为诱发产生位错而使得结晶
线(結晶線)消失的原因。
另外，在专利文献2中，在利用西门子法制造多晶硅棒(多結晶シ
リコンロッド，多晶硅棒)的工序中有时在该棒中有针状晶体析出，使
用该多晶硅棒进行基于FZ法的单晶硅培育时，被指出存在如下问题：
各个微晶的熔融依赖于其大小，因此不能均匀地熔融，不熔融的微晶
以固体粒子的形式通过熔融区域通向单晶棒，从而以未熔融粒子的形
式引入至单晶的凝固面，由此引起缺陷形成。
对于该问题，在专利文献2中提出了如下方法：对相对于多晶硅
棒的长轴方向垂直切出的试样表面进行研磨或抛光，将衬度(コント
ラスト)提高至即使在蚀刻后也能够在光学显微镜下目视确认出组织
的微结晶的程度，并测定针状晶体的尺寸和其面积比例，基于该测定
结果判断作为FZ单晶硅培育用原料的合格与否。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭37-18861号公报
专利文献2：日本特开2008-285403号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，如专利文献2中公开的方法那样的基于在光学显微镜下的
目视确认来判断合格与否，取决于观察试样表面的蚀刻程度及评价负
责人的观察技能等，从而导致结果容易产生差异，除此以外，定量性、
再现性也差。因此，从提高单晶硅的制造成品率的观点出发，需要预
先将作为原料的多晶硅的合格与否判断的基准设定得较高，结果导致
多晶硅棒的不合格品率升高。
另外，根据本发明人研究的结果发现，在专利文献2中公开的方
法中，即使在使用被判定为合格品的多晶硅棒的情况下，在基于FZ法
的单晶硅棒的培育工序中有时也会有位错产生且结晶线消失，另一方
面，即使在使用被判定为不合格品的多晶硅棒的情况下，有时也能得
到良好的FZ单晶。
因此，为了以高成品率稳定地制造单晶硅，要求以高定量性和再
现性来选择适合作为单晶硅制造用原料的多晶硅的先进技术。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供以高定量性和
再现性来选择适合作为单晶硅制造用原料的多晶硅且有助于稳定地制
造单晶硅的技术。
用于解决问题的方法
为了解决上述课题，本发明涉及的多晶硅的晶体性评价方法利用
X射线衍射法对多晶硅的晶体性进行评价，其特征在于，将上述多晶
硅制成板状试样，将该板状试样配置于来自第一密勒指数面<h1k1l1>的
布拉格反射能被检测出的位置，以该板状试样的中心作为旋转中心使
其以旋转角度φ进行面内旋转以使由狭缝决定的X射线照射区域在上
述板状试样的主面上进行φ扫描，求出表示来自上述密勒指数面的布
拉格反射强度对于上述板状试样的旋转角度(φ)的依赖性的图，由该图
求出基线的衍射强度值(IB1)，进而，通过上述方法，由从第二密勒指数
面<h2k2l2>得到的φ扫描图(スキャン·チャート)求出基线的衍射强
度值(IB2)，将上述IB1值与上述IB2值的大小关系用作上述多晶硅的晶体
性的评价指标。
优选的是，上述第一密勒指数面和第二密勒指数面为<111>面和
<220>面。
另外，本发明涉及的多晶硅棒的选择方法利用X射线衍射法对用
作单晶硅制造用原料的多晶硅棒进行选择，其特征在于，上述多晶硅
棒是通过基于化学气相法的析出而培育得到的，选取以与该多晶硅棒
的径向垂直的截面作为主面的板状试样，将该板状试样配置于来自第
一密勒指数面<h1k1l1>的布拉格反射能被检测出的位置，以该板状试样
的中心作为旋转中心使其以旋转角度φ进行面内旋转以使由狭缝决定
的X射线照射区域对上述板状试样的主面上进行φ扫描，求出表示来
自上述密勒指数面的布拉格反射强度对于上述板状试样的旋转角度(φ)
的依赖性的图，由该图求出基线的衍射强度值(IB1)，进而，通过上述方
法，由从第二密勒指数面<h2k2l2>得到的φ扫描图求出基线的衍射强度
值(IB2)，以上述IB1值与上述IB2值的大小关系作为判定基准来判断是否
适合作为单晶硅制造用原料。
优选的是，上述第一密勒指数面和第二密勒指数面为<111>面和
<220>面。
在优选的方式中，在如下的情况下选择作为单晶硅制造用原料：
从自半径R的上述多晶硅棒的径向的中心起R/3以内的位置选取上述
板状试样，进行上述φ扫描而求出上述基线的衍射强度值(IB值)，密
勒指数面<111>的IB<111>值比密勒指数面<220>的IB<220>值高，并且，从
自半径R的上述多晶硅棒的径向的中心起2R/3以上且3R/3以内的位
置选取上述板状试样，进行上述φ扫描而求出上述基线的衍射强度值
(IB)，密勒指数面<220>的IB<220>值比密勒指数面<111>的IB<111>值高。
例如，上述多晶硅棒是利用西门子法而培育得到的。
在本发明涉及的单晶硅的制造方法中，将利用上述方法选择的多
晶硅棒或破碎该多晶硅棒而得到的多晶硅块用作原料。
发明效果
认为利用本发明的方法选择的多晶硅棒在晶体中实现了难以产生
局部性未熔融状态这样的热的流动。因此，使用该多晶硅棒通过FZ法
进行单晶培育、或者使用将这样的多晶硅棒破碎而得到的多晶硅块通
过CZ法进行单晶培育时，能够抑制局部性未熔融状态的产生，能够稳
定地制造单晶硅。
附图说明
图1A是用于对来自利用化学气相法析出而培育得到的多晶硅棒
的、用于X射线衍射测定的板状试样的选取例进行说明的图。
图1B是用于对来自利用化学气相法析出而培育得到的多晶硅棒
的、用于X射线衍射测定的板状试样的选取例进行说明的图。
图2是用于说明利用θ-2θ法求出来自板状试样的X射线衍射谱时
的测定系统示例的概要的图。
图3为θ-2θ的X射线衍射图的一例。
图4是用于说明利用φ扫描法求出来自板状试样的X射线衍射谱
时的测定系统示例的概要的图。
图5是对密勒指数面<111>、<220>、<311>、<400>进行如图4所
示的φ扫描测定所得到的图的一例。
图6是用于说明利用φ扫描法求出来自板状试样的X射线衍射谱
时的其它测定系统示例的概要的图。
图7是对密勒指数面<111>、<220>、<311>、<400>进行如图6所
示的φ扫描测定所得到的图的一例。
图8是用于说明利用φ扫描法求出来自板状试样的X射线衍射谱
时的其它测定系统示例的概要的图。
图9是针对板状试样的密勒指数面<111>和<220>的φ扫描图的示
例。
具体实施方式
本发明人在对用于稳定地制造单晶硅的多晶硅品质提高所进行的
研究中得出如下见解：由于多晶硅析出时的各条件的差异，导致多晶
硅棒中所含的“晶体性”的程度产生差异。
与单晶硅不同，多晶硅块含有大量微晶、晶粒，它们的晶面往往
被认为各自朝向随机的方向(随机取向)。但是，根据本发明人进行的研
究，多晶硅块中所含有的晶体并不一定是随机取向。
本发明人从通过基于化学气相法的析出而培育得到的大量不同多
晶硅棒选取以与径向垂直的截面为主面的板状试样，按照与上述同样
的方法对来自密勒指数面<hkl>的布拉格反射强度进行了研究，结果发
现：根据多晶硅棒的制造条件，来自密勒指数面<hkl>的布拉格反射强
度的图的基线的值(衍射强度)根据试样发生变动。
另外，根据本发明人的研究，从大量多晶硅棒(硅棒)选取样品而对
于各个样品针对各种密勒指数面进行布拉格反射强度的测定，以各个
多晶硅棒为原料利用FZ法尝试单晶化，结果明确了，在上述布拉格反
射强度的图中出现的基线的衍射强度值(IB)在不同密勒指数面间的大
小关系满足特定条件的情况下，在单晶化的工序中结晶线不消失，另
一方面，不满足该特定条件的情况下，在单晶化的工序中结晶线消失
的概率高。
即，多晶硅棒中的晶粒并不一定是随机取向的，多晶硅的“晶体
性”取决于析出时的各条件。
在上述专利文献2中公开了：在多晶硅棒中存在的针状晶体的比
例高时，利用FZ法进行单晶提拉时结晶线消失。特别是在多晶硅棒的
内侧区域存在的针状晶体即使通过作为FZ提拉时的悬浮区域(热熔化
区域)的“拉深(絞り)”部分也容易形成未熔化状态而使结晶线消失。
确实，如果如专利文献2所记载那样的针状晶体存在于多晶硅棒
中，则该针状晶体容易形成局部性未熔化状态，其结果是利用FZ法进
行单晶提拉时会成为使结晶线消失的主要原因。
但是，根据本发明人的研究发现，以完全没有确认到这样的针状
晶体存在的多晶硅棒为原料通过FZ法培育单晶硅的情况下，该多晶硅
棒的制造条件(温度、气体流量、TSC浓度等)也会对是否发生结晶线消
失带来明显影响。即，对于适合作为单晶硅制造用原料的多晶硅棒的
晶体性而言，从针状晶体的存在与否、密度或存在位置等观点出发的
宏观评价并不充分，应该从更微观的观点出发进行评价。
因此，为了选择适合作为单晶硅制造用原料的多晶硅棒，本发明
人尝试了利用X射线衍射法对多晶硅的晶体性进行评价。
其结果得出下述方法对于解决上述课题是有效的这样的结论，所
述方法为：选取以与多晶硅棒的径向垂直的截面作为主面的板状试样，
将该板状试样配置于来自第一密勒指数面<h1k1l1>的布拉格反射能被检
测出的位置，以该板状试样的中心作为旋转中心使其以旋转角度φ进
行面内旋转以使由狭缝决定的X射线照射区域在上述板状试样的主面
上进行φ扫描，求出表示来自上述密勒指数面的布拉格反射强度对于
上述板状试样的旋转角度(φ)的依赖性的图，由该图求出基线的衍射强
度值(IB1)，进而，通过上述方法，由从第二密勒指数面<h2k2l2>得到的
φ扫描图求出基线的衍射强度值(IB2)，以IB1值与IB2值的大小关系作
为判定基准来判断是否适合作为单晶硅制造用原料。
制造多晶硅棒时，随着硅棒的生长，向单位表面积供给的原料气
体量、表面温度也发生变化。因此，多晶硅棒的晶体性的部位依赖性
具有如下倾向：与硅棒的长轴方向(延伸方向)上的部位依赖性相比，半
径方向上的部位依赖性更高。
并且，根据本发明人的研究，该晶体性的半径方向上的部位依赖
性取决于多晶硅棒的制造条件，对于用作单晶硅的制造用原料时结晶
线不消失的多晶硅棒，确认到某种倾向。
具体而言，将满足下述条件的多晶硅棒用作单晶硅的制造用原料
的情况下不易发生结晶线消失，所述条件为：在从自半径R的多晶硅
棒的径向的中心起R/3以内的位置选取上述板状试样并进行φ扫描而
求出基线的衍射强度值(IB)的情况下，密勒指数面<111>的IB<111>值比密
勒指数面<220>的IB<220>值高；在从自半径R的上述多晶硅棒的径向的
中心起2R/3以上且3R/3以内的位置选取上述板状试样并进行φ扫描
而求出基线的衍射强度值(IB)的情况下，密勒指数面<220>的IB<220>值比
密勒指数面<111>的IB<111>值高。
在本发明中，通过上述方法选择多晶硅棒，使用其作为硅原料来
制造单晶硅、或者使用将所选择的多晶硅棒破碎而得到的多晶硅块作
为硅原料来制造单晶硅。由此，能够抑制在单晶化中引起结晶线消失
的问题的产生。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1A和图1B是用于对来自利用西门子法等化学气相法析出而培
育得到的多晶硅棒10的、用于X射线衍射谱测定的板状试样20的选
取例进行说明的图。图中，以符号1表示的是用于使多晶硅在表面上
析出而形成硅棒的硅芯线。
需要说明的是，该例中，从用于确认多晶硅棒10的晶体性有无径
向依赖性的三个部位(CTR：接近硅芯线1的部位、EDG：接近多晶硅
棒10的侧面的部位、R/2：CTR与EGD的中间的部位)选取板状试样
20。
图1A中例示的多晶硅棒10的直径为约120mm，从该多晶硅棒
10的侧面侧，与硅芯线1的长度方向垂直地挖取(くり抜く)直径为
约20mm且长度为约60mm的棒11。
并且，如图1B所示，从该棒11的接近硅芯线1的部位(CTR)、
接近多晶硅棒10的侧面的部位(EDG)、CTR与EGD的中间的部位(R/2)
分别选取以与多晶硅棒10的径向垂直的截面为主面的厚度为约2mm
的圆板状试样(20CTR、20EDG、20R/2)。
需要说明的是，根据硅棒10的直径、挖取棒11的直径适宜地对
棒11进行选取的部位、长度和根数进行设定即可，圆板状试样20无
论从挖取棒11的哪个部位选取均可，但优选能够合理地推断出硅棒10
整体的性状的位置。
例如，在取得三片圆板状试样的情况下，优选相对于硅棒的圆周
半径，从中心部、距中心为半径的二分之一的位置和位于外侧的位置
这三个部位取得圆板状试样。
另外，将圆板状试样20的直径设定为约20mm仅是例示，只要直
径是在X射线衍射测定时不会产生阻碍的范围内适当地设定即可。
在本发明中，利用X射线衍射法对多晶硅的晶体性进行评价时，
将如上所述选取的圆板状试样20配置于来自密勒指数面<hkl>的布拉
格反射能被检测出的位置，以圆板状试样20的中心作为旋转中心使其
以旋转角度φ进行面内旋转以使由狭缝决定的X射线照射区域在圆板
状试样20的主面上进行φ扫描，求出表示来自密勒指数面<hkl>的布
拉格反射强度对于圆板状试样20的旋转角度(φ)的依赖性的图，由该
图求出基线，将该基线的衍射强度值(IB)用作晶体性的评价指标。
在此，根据本发明人的研究，来自密勒指数面<111>、<220>、
<311>、<400>的峰对于评价晶体性特别有效，因此作为上述密勒指数
面<hkl>，优选将<111>、<220>、<311>、<400>的密勒指数面的IB值
进行比较，特别是将<111>面的IB值与<220>面的IB值进行比较是有效
的。
另外，在本发明中，利用X射线衍射法对用作单晶硅制造用原料
的多晶硅棒进行选择时，利用上述晶体性评价方法。
即，本发明涉及的多晶硅棒的选择方法利用X射线衍射法对用作
单晶硅制造用原料的多晶硅棒进行选择，上述多晶硅棒是通过基于化
学气相法的析出而培育得到的，选取以与该多晶硅棒的径向垂直的截
面为主面的板状试样，将该板状试样配置于来自第一密勒指数面
<h1k1l1>的布拉格反射能被检测出的位置，以该板状试样的中心作为旋
转中心使其以旋转角度φ进行面内旋转以使由狭缝决定的X射线照射
区域在上述板状试样的主面上进行φ扫描，求出表示来自上述密勒指
数面的布拉格反射强度对于上述板状试样的旋转角度(φ)的依赖性的
图，由该图求出基线的衍射强度值(IB1)，进而，通过上述方法，由从第
二密勒指数面<h2k2l2>得到的φ扫描图求出基线的衍射强度值(IB2)，以
上述IB1值与上述IB2值的大小关系作为判定基准来判断是否适合作为
单晶硅制造用原料。
在此，作为上述密勒指数面<hkl>，优选将<111>、<220>、<311>、
<400>的密勒指数面的IB值进行比较，特别是将<111>面的IB值与<220>
面的IB值进行比较是有效的。
在优选方式中，选择满足下述条件的多晶硅棒作为单晶硅制造用
原料，所述条件为：在从自半径R的多晶硅棒的径向的中心起R/3以
内的位置选取上述板状试样并进行φ扫描而求出基线的衍射强度值(IB)
的情况下，密勒指数面<111>的IB<111>值比密勒指数面<220>的IB<220>
值高，并且，在从自半径R的上述多晶硅棒的径向的中心起2R/3以上
且3R/3以内的位置选取上述板状试样并进行φ扫描而求出基线的衍
射强度值(IB)的情况下，密勒指数面<220>的IB<220>值比密勒指数面
<111>的IB<111>值高。
关于对在针对板状试样的密勒指数面<hkl>的φ扫描图中出现的
基线如何定义等，以针对密勒指数面<111>和<220>的φ扫描图为例，
后面进行说明。
图2是用于说明利用所谓的θ-2θ法求出来自圆板状试样20的X
射线衍射谱时的测定系统示例的概要的图。从狭缝30射出并进行准直
后的X射线束40(Cu-Kα线：波长1.54)入射至圆板状试样20，一边
使圆板状试样20在XY平面内旋转，一边利用检测器(未图示)对每个
试样旋转角度(θ)的衍射X射线束的强度进行检测，从而得到θ-2θ的X
射线衍射图。
图3为上述所得到的θ-2θ的X射线衍射图的示例，来自密勒指数
面<111>、<220>、<311>、<400>的强布拉格反射分别在2θ＝28.40°、
47.24°、55.98°、68.98°的位置形成峰而出现。
图4是用于说明利用所谓的φ扫描法求出来自圆板状试样20的
X射线衍射谱时的测定系统的概要的图。例如，将圆板状试样20的上
述θ设为来自密勒指数面<111>的布拉格反射能被检测出的角度，这种
状态下，对从圆板状试样20的中心到圆周端(周端)的区域中由狭缝
决定的细矩形的区域照射X射线，以圆板状试样20的中心作为旋转中
心使其在YZ面内进行旋转(φ＝0°～360°)以使该X射线照射区域对圆
板状试样20的整个面进行扫描。
图4是用于说明利用所谓的φ扫描法求出来自圆板状试样20的
X射线衍射谱时的测定系统的概要的图。例如，将圆板状试样20的上
述θ设为来自密勒指数面<111>的布拉格反射能被检测出的角度，这种
状态下，对从圆板状试样20的中心到圆周端的区域中由狭缝决定的细
矩形的区域照射X射线，以圆板状试样20的中心作为旋转中心使其在
YZ面内进行旋转(φ＝0°～360°)以使该X射线照射区域对圆板状试样
20的整个面进行扫描。
图5是对密勒指数面<111>、<220>、<311>、<400>进行上述φ
扫描测定所得到的图的一例。该例中，着眼于上述任一个密勒指数面，
布拉格反射强度都大致恒定，布拉格反射强度基本不依赖于旋转角φ，
形成与粉末试样同样的图。
图6是用于说明利用φ扫描法求出来自圆板状试样20的X射线
衍射谱时的其它测定系统示例的概要的图，在该图所示的示例中，对
横跨圆板状试样20的两圆周端的区域中由狭缝决定的细矩形的区域照
射X射线，以圆板状试样20的中心作为旋转中心使其在YZ面内进行
旋转(φ＝0°～180°)以使该X射线照射区域对圆板状试样20的整个面进
行扫描。
图7是对密勒指数面<111>、<220>、<311>、<400>进行上述φ
扫描测定所得到的图的一例，实质上得到了与图5所示的图相同的φ
扫描图。
图8是用于说明利用φ扫描法求出来自圆板状试样20的X射线
衍射谱时的另一个测定系统示例的概要的图，在该图所示的示例中，
并非对圆板状试样20的主面的整体而是仅对内周区域照射X射线，以
圆板状试样20的中心作为旋转中心使其在YZ面内进行旋转(φ＝0°～
180°)以使该X射线照射区域对圆板状试样20的整个面进行扫描。
当进行求出由这样的X射线照射区域得到的φ扫描图与上述由圆
板状试样20的主面整体得到的φ扫描图的差分等处理时，则可以得
到在圆板状试样20的面内的晶体性分布。
不过，对于按照图1A～1B所示的方式选取的圆板状试样20而言，
认为不会产生面内的晶体性分布，但不言而喻的是，本发明涉及的晶
体性的评价不仅作为利用西门子法等培育得到的多晶硅棒的选择方
法，而且作为利用X射线衍射法对多晶硅的晶体粒径进行评价的方法
也是有意义的。
因此，例如通过对于与基于化学气相法的析出而培育得到的多晶
硅棒的径向平行地切出的圆板状试样求出面内的晶体性的分布，由此
还能够了解到多晶硅棒内的晶体性分布(随机取向性的程度的分布)或
晶体性随着多晶硅棒的口径扩大的变化(随机取向性的程度的变化)等，
由此能够选择适合作为单晶硅制造用原料的多晶硅棒。
对于针对板状试样的密勒指数面<hkl>的φ扫描图，如图5、图7
所示，只要衍射强度大致恒定就可以将该φ扫描图本身作为“基线”
处理，根据情况，有时在φ扫描图中会观察到“起伏”。
图9是针对板状试样的密勒指数面<111>和<220>的、观察到“起
伏”的φ扫描图的示例。需要说明的是，这些试样是从相同的多晶硅
棒选取的试样，这些φ扫描图是通过图6所示的方式的测定而得到的
图。
对针对密勒指数面<111>的φ扫描图进行观察，在基线上观察到
“起伏”，φ扫描图的平均衍射强度(IBave)为7.00kcps，采用该值作为
密勒指数面<111>的IB值。
同样地，对针对密勒指数面<220>的φ扫描图进行观察，在该基
线上也观察到“起伏”，φ扫描图的平均衍射强度(IBave)为3.50kcps，
采用该值作为密勒指数面<220>的IB值。
需要说明的是，φ扫描图并非仅是如图5、图7所示的那样衍射
强度大致恒定，根据情况，有时也会出现峰状的衍射强度分布。在φ
扫描图中出现峰状的衍射强度分布的情况下，将S/N比为3以上的部
分判定为“峰”，对于该峰部分，按照进行峰强度的积分时求出基线
的方法来确定基线。
实施例
准备13根在不同析出条件下培育得到的多晶硅棒。对于这些多晶
硅棒(硅棒1～13)，各自从图1A和1B所示的三个部位选取厚度为约
2mm的圆板状试样(20CTR、20EDG、20R/2)，通过图6所示的测定系统，
得到密勒指数面<111>和<220>的φ扫描图。需要说明的是，圆板状试
样20的直径为约20mm。
需要说明的是，板状试样的选取位置并非限定于图1A和1B所示
的三个部位，例如，可以为自半径R的多晶硅棒的中心起R/3以内的
位置、1R/3～2R/3以内的位置、2R/3以上且3R/3以内的位置这三处。
将由这些多晶硅棒所得到的每个圆板状试样的基线的衍射强度以
及使用多晶硅棒利用FZ法进行单晶硅棒的培育时有无结晶线消失汇总
于表1(实施例)和表2(比较例)中。需要说明的是，表中的数值为针对各
密勒指数面的基线的衍射强度(IB：单位为kcps)，有无针状晶体通过专
利文献2中记载的方法进行确认。
[表1]
[表2]
实施例1～8的硅棒均为：从自半径R的多晶硅棒的径向的中心起
R/3以内的位置(中心部)选取的板状试样的密勒指数面<111>的IB<111>
值比密勒指数面<220>的IB<220>值高，并且，从自半径R的多晶硅棒的
径向的中心起2R/3以上且3R/3以内的位置(表面)选取的板状试样的密
勒指数面<220>的IB<220>值比密勒指数面<111>的IB<111>值高。
即，在多晶硅棒的中心部存在有密勒指数面<111>的取向倾向，另
一方面，在多晶硅棒的表面侧存在有密勒指数面<220>的取向倾向。
并且，这些实施例的硅棒均为：即使含有针状晶体，在FZ单晶化
的工序中也没有产生结晶线的消失。
与此相对，对于比较例1～5的硅棒，虽然从自半径R的多晶硅棒
的径向的中心起R/3以内的位置(中心部)选取的板状试样的密勒指数面
<111>的IB<111>值比密勒指数面<220>的IB<220>值高，但不满足从自半径
R的多晶硅棒的径向的中心起2R/3以上且3R/3以内的位置(表面)选取
的板状试样的密勒指数面<220>的IB<220>值比密勒指数面<111>的
IB<111>值高这样的条件。
即，与多晶硅棒的中心部同样地，在多晶硅棒的表面侧也存在有
密勒指数面<111>的取向倾向。
并且，这些实施例的硅棒也包含没有确认到针状晶体的情况，但
均在FZ单晶化的工序中产生了结晶线的消失。
这些结果意味着：即使是没有确认到如专利文献2所公开那样的
通过目视观察可发现的宏观针状晶体的多晶硅棒，将其作为原料制造
单晶硅时，有时也会产生由产生位错的诱发所引起的结晶线消失，另
外，与此相反，即使是在多晶硅棒中确认到宏观针状晶体，也适合作
为单晶硅的制造原料。
在多晶硅棒的中心部存在有密勒指数面<111>的取向倾向，并且在
多晶硅棒的表面侧存在有密勒指数面<220>的取向倾向的情况下，为何
结晶线不消失，对此本发明人解释如下。
板状试样由于以相对于多晶硅棒的生长轴方向(径向)垂直的截面
作为主面，因此对该板状试样进行X射线衍射测定的情况下，<111>
面与生长轴方向一致。与此相对，<220>面的方向与生长轴方向错开
45°。
板状试样包含<111>面取向区域和<220>面取向区域的情况下，对
该板状试样的热扩散率进行测定时，可以得到对应于<111>面取向区域
与<220>面取向区域的比例的热扩散率。
根据本发明人的实验，<220>面取向区域占主导时，热扩散率的值
降低；<111>面取向区域占主导时，热扩散率的值升高。这只能是多晶
硅中的热在结晶轴方向(与密勒指数面垂直的方向)传送的结果。
在实际的基于利用FZ单晶化工序进行热熔化的操作中，外侧被加
热，<111>面取向占主导的情况下，在生长轴方向上传送热，与此相对，
在<220>面取向占主导的情况下，向相对于生长轴错开45°的方向传送
热。并且，向相对于生长轴错开45°的方向传送热有助于多晶硅棒在长
轴方向上的均热化。
在利用FZ法进行单晶培育的情况下，如上所述，硅连续地且以恒
定的速度从固体向液体、从液体向固体进行相变，为了使这样的连续
地相变无阻碍地进行，认为多晶硅棒在长轴方向上的均热化是极其重
要的因子。
在多晶硅棒的表面侧存在有密勒指数面<220>的取向倾向的情况
下结晶线不消失的原因可以被认为在于这样的均热化效果。
可是，在多晶硅棒的中心部，<220>面取向占主导时，该部分的热
容易在多晶硅棒的长轴方向(上下方向)上传送而散逸。该部分相当于
FZ单晶化工序中硅熔融液拉深成细形状的“颈部”，是要求维持高温
的区域。因此，在多晶硅棒的中心部，<220>面取向占主导时，会阻碍
向该部分的热集中，结果阻碍稳定的晶体生长。
在多晶硅棒的中心部存在有密勒指数面<111>的取向倾向的情况
下结晶线不消失的原因可以被认为在于这样的热集中效果。
产业上的可利用性
本发明提供以高定量性和再现性选择适合作为单晶硅制造用原料
的多晶硅且有助于稳定地制造单晶硅的技术。
符号说明
1硅芯线
10多晶硅棒
11棒
20板状试样
30狭缝
40X射线束
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种多晶硅棒的选择方法，其用于选择用作单晶硅制造用原料
的多晶硅棒，其特征在于，
所述多晶硅棒是通过基于化学气相法的析出培育得到的，选取以
与该多晶硅棒的径向垂直的截面为主面的板状试样，将该板状试样配
置于来自作为第一密勒指数面的<111>面的布拉格反射能被检测出的
位置，以该板状试样的中心作为旋转中心使其以旋转角度φ进行面内
旋转以使由狭缝决定的X射线照射区域在所述板状试样的主面上进行
φ扫描，求出表示来自所述密勒指数面的布拉格反射强度对于所述板
状试样的旋转角度(φ)的依赖性的图，由该图求出第一基线的衍射强度
值(IB<111>)，进而，通过所述方法，由从作为第二密勒指数面的<220>
面得到的φ扫描图求出第二基线的衍射强度值(IB<220>)，所述IB<111>与
所述IB<220>的大小关系同时满足下述两个条件的情况下，选择作为单晶
硅制造用原料，
条件1：由从自半径R的所述多晶硅棒的径向的中心起R/3以内
的位置选取的所述板状试样得到的所述IB<111>与所述IB<220>满足IB<111>
＞IB<220>；
条件2：由从自半径R的所述多晶硅棒的径向的中心起2R/3以上
且3R/3以内的位置选取的所述板状试样得到的所述IB<111>值与所述
IB<220>值满足IB<111>＜IB<220>。
2.如权利要求1所述的多晶硅棒的选择方法，其中，所述多晶硅
棒是利用西门子法培育得到的。
3.一种多晶硅棒，其是通过权利要求1的方法选择出的。
4.一种多晶硅块，其是将权利要求3所述的多晶硅棒破碎而得到
的。
5.一种单晶硅的制造方法，其使用权利要求3所述的多晶硅棒作
为硅原料。
6.一种单晶硅的制造方法，其使用权利要求4所述的多晶硅块作
为原料。