KR100246816B1 - Method of photographing single crystal growth stripe using lifetime scanner - Google Patents
Method of photographing single crystal growth stripe using lifetime scanner Download PDFInfo
- Publication number
- KR100246816B1 KR100246816B1 KR1019970040605A KR19970040605A KR100246816B1 KR 100246816 B1 KR100246816 B1 KR 100246816B1 KR 1019970040605 A KR1019970040605 A KR 1019970040605A KR 19970040605 A KR19970040605 A KR 19970040605A KR 100246816 B1 KR100246816 B1 KR 100246816B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- single crystal
- growth
- silicon single
- specimen
- scanner
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 12
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 11
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
- G01N15/147—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
기존에 실리콘 기판의 불순물 오염정도를 확인하는 목적으로 사용되던 라이프타임 스캐너를 사용하여 실리콘 단결정을 맵핑함으로써 단결정 내부의 결정 결함분포, 특히 성장 계면에 따른 성장 줄무늬를 관찰함으로써 단결정 성장 계면의 형상을 추론할 수 있으며, 이 방법은 기존의 랑그-엑스선 회절투영법으로 관찰한 것과 거의 동일한 결과를 보여주고 종래의 방법으로 확인이 힘든 결함들로 인한 단결정 결함 분포 특성도 확인할 수 있으며, 짧은 분석시간, 비교적 저렴한 측정장비 사용 및 운영면에서의 경제성에 상당한 이점이 있다.Deduces the shape of the single crystal growth interface by observing the crystal defect distribution inside the single crystal, especially the growth streaks along the growth interface, by mapping the silicon single crystal using a life scanner, which was previously used to check the impurity contamination of the silicon substrate. This method shows almost the same results as observed by the conventional Langue-X diffraction projection method, and also shows the characteristics of single crystal defect distribution due to defects that are difficult to confirm by the conventional method. There is a significant advantage in economics in the use and operation of measuring equipment.
Description
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 실리콘 단결정 성장 줄무늬(striation) 촬영방법으로서, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 기판으로 이용되는 실리콘 단결정이 성장되면서 가지는 성장계면의 형상을 추론하기 위해 단결정 내부에 나타나는 산소 석출물로 인한 성장 줄무늬를 촬영할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for photographing silicon single crystal growth streaks, and more particularly, to finding growth streaks due to oxygen precipitates appearing inside a single crystal in order to infer the shape of a growth interface of silicon single crystals used as a substrate of a semiconductor device. It is about method which can photograph.
[종래 기술][Prior art]
실리콘 단결정의 성장에 있어서 성장계면의 형상은 성장 당시의 계면에서 생성되는 점결함들과 격자간 산소의 결합 상황 및 계면 하부의 실리콘 용액의 흐름을 추측할 수 있는 중요한 근거로 이의 확인은 필수적이다.In the growth of the silicon single crystal, the shape of the growth interface is an important basis for estimating the bonding state of interstitial oxygen and lattice oxygen generated at the interface at the time of growth and the flow of the silicon solution below the interface.
종래의 실리콘 단결정의 결정내부 구조를 확인하는 방법으로 주로 이용되는 것으로 엑스선 회절투영법(X-ray diffraction topography)이 있는데, 이는 단색 엑스선을 실리콘 단결정에 투과시킴으로써 격자면상의 브랙(Bragg) 조건을 만족시키는 회절상을 관찰하는 것으로, 이중 결정과 사진건판을 동시에 평행이동시켜서 결정의 넓은 면적을 주사하면서 투과 엑스선의 회절상을 촬영하는 방법으로서, 랑그-엑스선 회절투영법(Lang X-ray diffraction topography)법이라 한다. 이렇게 촬영된 사진은 완전 결정격자에서 벗어나는 불완전 격자구조, 즉 격자결함들에 의한 부정합(mismatch)에 의해 콘트라스트(contrast)가 발생되므로 이를 이용하여 단결정 성장 중에 발생된 결정 결함들이나 열, 기계적 손상에 따른 내부구조를 파악하는데 이용하고 있다. 이 방법을 이용하여 단결정 내부에 나타나는 산소 석출물에 의한 줄무늬를 관찰함으로써 성장 당시의 계면형상을 추론한다. 그러나 이 방법으로 10cm 정도의 시편을 주사하는데는 관찰준비에서부터 현상까지 약 24시간 이상의 장시간이 걸리고 또한 단색 엑스선을 발생시키는 장치 및 검출장치 등의 장비를 갖추기에는 고가의 비용과 고난이도 장비운용 기술도 필요하므로 분석에 대한 부담이 크며 사진을 통한 해석에 있어서도 절대 기준이 없다는 문제점이 있다. 또한 엑스선 촬영중 방사능 피복의 우려도 있기 때문에 이를 대신할 수 있는 간편한 방법이 요구되고 있다.It is mainly used to check the internal structure of the silicon single crystal. X-ray diffraction topography is used to satisfy the Bragg conditions on the lattice plane by transmitting monochromatic X-rays through the silicon single crystal. By observing the diffraction image, the diffraction image of the transmission X-ray is taken while scanning a large area of the crystal by simultaneously moving the double crystal and the photographic plate in parallel, and is called Lang X-ray diffraction topography. The photographs taken in this way have contrast due to incomplete lattice structure that deviates from the full crystal lattice, that is, mismatches due to lattice defects. It is used to grasp the internal structure. Using this method, the interfacial shape at the time of growth is inferred by observing the streaks caused by the oxygen precipitates appearing inside the single crystal. However, scanning 10 cm specimens by this method takes about 24 hours or longer from observation preparation to development, and also requires expensive and high-level equipment operation technology to equip equipment such as monochrome X-rays and detection devices. Therefore, the burden on analysis is large and there is a problem in that there is no absolute standard in interpretation through photographs. In addition, there is a concern about radioactive coating during X-ray imaging, so there is a need for a simple method to replace the radiation coating.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실리콘 단결정 성장 줄무늬를 촬영하는 데에 짧은 시간에 저렴한 비용으로 간편하게 실시할 수 있으며, 또한 방사능 피복의 위험이 발생하지 않는 실리콘 단결정 성장 줄무늬를 촬영하는 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention can be easily carried out in a short time and inexpensive to shoot the silicon single crystal growth stripes, and the risk of radioactive coating does not occur This is to provide a method for photographing silicon single crystal growth stripes.
제1도는 본 발명의 실시예 1에 의하여 실리콘 단결정 시편을 라이프타임 스캐너(lifetime scanner)를 이용하여 맵핑(mapping)한 결과를 나타낸 도면.FIG. 1 is a diagram illustrating a result of mapping silicon single crystal specimens using a lifetime scanner according to Example 1 of the present invention.
제2도는 본 발명의 비교예 1에 의하여 실시예 1과 동일한 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법(Lang X-ray diffraction topography)으로 촬영한 사진.FIG. 2 is a photograph taken by a conventional Lang X-ray diffraction topography of the same specimen as Example 1 according to Comparative Example 1 of the present invention.
제3도는 본 발명의 실시예 2에 의하여 실리콘 단결정 시편을 라이프타임 스캐너를 이용하여 맵핑한 결과를 나타낸 도면.3 is a diagram showing the results of mapping silicon single crystal specimens using a life scanner according to Example 2 of the present invention.
제4도는 본 발명의 비교예 2에 의하여 실시예 1과 동일한 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 촬영한 사진.Figure 4 is a photograph taken by the conventional Langue-X-ray diffraction projection of the same specimen as in Example 1 by Comparative Example 2 of the present invention.
제5도는 본 발명의 실시예 3에 의하여 실리콘 단결정 시편을 라이프타임 스캐너를 이용하여 맵핑한 결과를 나타낸 도면.FIG. 5 is a view showing a result of mapping silicon single crystal specimens using a life scanner according to Example 3 of the present invention. FIG.
제6도는 본 발명의 비교예 3에 의하여 실시예 1과 동일한 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 촬영한 사진.Figure 6 is a photograph taken by the conventional Langue-X-ray diffraction projection of the same specimen as in Example 1 by Comparative Example 3 of the present invention.
제7도는 본 발명의 실시예 4에 의하여 실리콘 단결정 시편을 라이프타임 스캐너를 이용하여 맵핑한 결과를 나타낸 도면.FIG. 7 is a view showing a result of mapping silicon single crystal specimens using a life scanner according to Example 4 of the present invention. FIG.
제8도는 본 발명의 비교예 4에 의하여 실시예 1과 동일한 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 촬영한 사진.8 is a photograph taken by the conventional Langue-X diffraction projection method of the same specimen as Example 1 by Comparative Example 4 of the present invention.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 약 1mm 두께의 사각형 절편으로 절단하는 공정과 상기 절단된 사각형 시편을 약 0.8mm의 두께가 되도록 혼산에서 에칭하는 공정과 상기 에칭된 사각형 시편을 산화 열처리하는 공정과 상기 산화 열처리된 사각형 시편을 라이프타임 스캐너를 사용하여 맵핑하는 공정을 포함하는 실리콘 단결정 성장시 유지되는 계면의 형상을 보여주는 성장 줄무늬 촬영방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process of cutting a silicon single crystal into a rectangular section having a thickness of about 1 mm in a growth axis direction, and a step of etching the cut rectangular specimen in a mixed acid to have a thickness of about 0.8 mm and the etched square. It provides a growth streaking imaging method showing the shape of the interface maintained during silicon single crystal growth, including the step of oxidizing the specimen and the step of mapping the oxidized heat-treated rectangular specimen using a life scanner.
본 발명에서 상기한 절단공정 후에 절단된 실리콘 단결정을 에칭(etching)하는 공정을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.More preferably, the present invention includes a step of etching the cut silicon single crystal after the cutting step.
그리고 상기한 산화 열처리 공정은 750℃에서 10시간동안 질소(N2)분위기에서 1차 열처리한 후 1000℃에서 16시간동안 산소(O2)분위기에서 2차 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 제3도에서 보는 바와 같이 1차 열처리의 온도가 높으면 부분적으로 단결정 내부에 생성되는 산소 석출물의 억제가 발생되므로 관찰시 실리콘 단결정 성장시 유지되는 계면형상의 확인이 부분적으로 어려워진다.In the oxidizing heat treatment process, the first heat treatment is performed at 750 ° C. for 10 hours in a nitrogen (N 2 ) atmosphere, and the second heat treatment is performed at 1000 ° C. for 16 hours in an oxygen (O 2 ) atmosphere. As shown in FIG. 3, when the temperature of the first heat treatment is high, partial inhibition of oxygen precipitates generated inside the single crystal occurs, so that it is difficult to confirm the interfacial shape maintained during silicon single crystal growth during observation.
상기한 라이프타임 스캐너는 904nm의 레이저를 조사하는 것이 바람직하다.It is preferable that the said lifetime scanner irradiates a laser of 904 nm.
본 발명에서 상기한 혼산은 질산:불산:초산=57:18:25의 부피비를 갖는 것이 바람직하다.In the present invention, the mixed acid preferably has a volume ratio of nitric acid: hydrofluoric acid: acetic acid = 57:18:25.
본 발명은 실리콘 기판의 불순물 오염정도를 검사하기 위해 반도체의 소수운반자(minority carrier)들이 여기된 후 재결합(recombination) 되기까지의 시간(lifetime)을 측정하는 장치인 라이프타임 스캐너를 사용하여 시편 전면에 대한 재결합시간을 맵핑하여 약 30분의 짧은 시간에 간편하게 실리콘 단결정 성장 줄무늬를 확인할 수 있다.The present invention uses a life scanner to measure the time from the excitation and recombination of minority carriers of the semiconductor to examine the impurity contamination of the silicon substrate. By mapping the recombination time, the silicon single crystal growth stripes can be easily identified in a short time of about 30 minutes.
본 발명에 사용된 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후 산화 열처리를 실시한다. 시편의 크기는 종래의 랑그-엑스선 회절투영법에 비하여 제한을 받지 않는 특징을 가지지만 명확한 줄무늬를 관찰하기 위해서는 산소 석출을 다량으로 생성되도록 하는 산화 열처리 온도와 시간의 선택이 중요하다 상기와 같이 준비된 시편은 종래의 실리콘 기판의 소수 운반자들의 라이프타임을 측정하기 위한 라이프타임 스캐너를 이용하여 측정하고자 하는 시편의 전면에 대한 맵핑을 실시하면 제1도와 같은 형태의 성장 줄무늬를 확인할 수 있다.The silicon single crystal used in the present invention is cut and etched in the growth axis direction and then subjected to an oxidative heat treatment. Although the size of the specimens is not limited compared to the conventional Langue-X diffraction projection method, it is important to select an oxidation heat treatment temperature and time to generate a large amount of oxygen precipitation in order to observe clear stripes. The growth stripes of the shape shown in FIG. 1 can be confirmed by mapping the front surface of the specimen to be measured using a life scanner for measuring the life time of the minority carriers of the conventional silicon substrate.
[작용][Action]
본 발명에 사용된 라이프타임 스캐너를 사용하여 실리콘 기판에 단파장(904nm)의 레이저를 조사하면 이 광원에 의해 과전하 운반자(excess charge carrier)들이 여기되고 이들은 다양한 재결합을 통해서 그 성질을 소실하게 된다. 이 때 재결합으로 운반자의 전도성이 소실되는 시간은 재료가 가지는 소수운반자들의 라이프타임을 의미하며 이는 측정재료의 전기적 특성을 알려준다. 만약 시편이 금속불순물 등으로 오염되거나 결정결함들이 밀집되어 있는 경우 이로 인한 과전하 운반자들의 재결합 시간이 단축되므로 이와 같은 영역의 라이프타임의 절대값은 다른 영역보다 상대적으로 감소한다. 상기와 같은 원리로 시편이 가지고 있는 전기적 특성을 검사하는 장비인 라이프타임 스캐너를 이용하여 측정한 결과 라이프타임이 낮은 경우는 높은 경우에 비해 불순물이 많거나 결정결함들이 다량 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 본 발명은 라이프타임 스캐너를 실리콘 기판의 불순물 오염정도를 검사하는 것과 같은 단일 사용목적에서 벗어나 단결정 내부의 결정결함 분포, 특히 실리콘 단결정 성장시 유지되는 계면의 형상을 보여주는 성장줄무늬를 관찰하는 수단으로 사용하는 것이다.Irradiation of a short wavelength (904 nm) laser onto a silicon substrate using the lifetime scanner used in the present invention excites excess charge carriers by this light source and loses its properties through various recombination. At this time, the loss of conductivity of the carrier due to recombination means the life time of the minority carriers of the material, which indicates the electrical properties of the measurement material. If the specimen is contaminated with metal impurities or densely packed crystal defects, the recombination time of the overcharge carriers is shortened, and thus the absolute value of the lifetime of such an area is relatively lower than that of other areas. As a result of the measurement using a life scanner, which is a device that checks the electrical characteristics of the specimen, the low life time can be judged to have more impurities or more crystal defects than the high life. . The present invention uses a life scanner as a means of observing the distribution of crystal defects within a single crystal, in particular, the growth stripe showing the shape of the interface maintained during silicon single crystal growth, away from a single purpose of use such as checking the impurity contamination of a silicon substrate. It is.
[실시예]EXAMPLE
다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 비교예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following presents preferred examples and comparative examples to aid in understanding the invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
[실시예 1]Example 1
커스프(cusp type)의 자장을 인가시키는 자장인가 쵸크랄스키(Magnetic Czochralski: MCZ)법으로 실리콘 단결정을 성장시켰으며 그 성장속도는 약 0.6mm/min이었다. 상기와 같이 성장한 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 750℃에서 10시간동안 질소분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편은 종래의 실리콘 기판의 소수 운반자들의 라이프타임을 측정하기 위한 라이프타임 스캐너를 이용하여 측정하고자 하는 시편의 전면에 대한 맵핑을 실시하였다.Silicon single crystals were grown by magnetic or Czochralski (MCZ) method applying a cusp type magnetic field, and the growth rate was about 0.6 mm / min. The 8-inch silicon single crystal grown as described above was cut and etched in the direction of the growth axis, and then oxidized heat treated in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. for 10 hours and oxidized heat treatment in an oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours to prepare a specimen. The specimen prepared as described above was mapped to the front surface of the specimen to be measured using a life scanner to measure the life time of the minority carriers of the conventional silicon substrate.
[비교예 1]Comparative Example 1
커스프의 자장을 인가시키는 자장인가 쵸크랄스키법으로 실리콘 단결정을 성장시켰으며 그 성장속도는 약 0.6mm/min이었다. 상기와 같이 성장한 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 750℃에서 10시간동안 질소(N2)분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소(O2)분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편의 성장 줄무늬를 랑그-엑스선 회절투영법에 의하여 측정하였다.The silicon single crystal was grown by the magnetic field-chopping Czochralski method to apply the magnetic field of Cusp, and its growth rate was about 0.6 mm / min. The 8-inch silicon single crystal grown as described above was cut and etched in the direction of the growth axis, followed by oxidation heat treatment in nitrogen (N 2 ) atmosphere at 750 ° C. for 10 hours and oxidation heat treatment in oxygen (O 2 ) atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours. The specimen was prepared. Growth streaks of the specimens prepared as described above were measured by Langue-X-ray diffraction projection.
상기 실시예 1 및 비교예 1의 결과는 제1도 및 제2도에 나타내었다. 제1도는 본 발명의 실시예에 의한 시편을 특정온도 및 특정시간에서 열처리한 후 라이프타임 스캐너에 의하여 맵핑한 결과를 보여주는 도면이다. 제1도에서 보고자 하는 성장 줄무늬를 확인할 수 있고, 그 하단부는 라이프타임의 절대값 범위가 나타나 있으므로 각 영역에 대한 결정특성도 아울러 확인할 수 있다.The results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 1 and 2. 1 is a view showing a result of mapping the specimen by a life scanner after heat treatment at a specific temperature and a specific time according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the growth streaks to be seen can be identified, and since the lower end thereof shows the absolute value range of the life time, the crystal characteristic of each region can also be confirmed.
제2도는 제1도에서 사용된 동일 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 촬영한 사진으로 제1도와 같은 성장 줄무늬를 확인할 수 있다. 시편의 크기 제약으로 인해 8인치 단결정의 반쪽만 촬영되었고, 성장 줄무늬는 제1도에 비해 다소 선명하지만 다른 특성을 확인하기에는 절대적인 기준이 없으므로 제1도에 비해 결함분포특성을 관찰할 수 있는 수준이 떨어진다.FIG. 2 is a photograph taken by a conventional Langue-X diffraction projection method of the same specimen used in FIG. Due to the size constraints of the specimen, only half of the 8-inch single crystals were photographed, and the growth streaks were somewhat clearer than those of FIG. 1, but there was no absolute criterion to confirm other characteristics. Falls.
[실시예 2]Example 2
커스프의 자장을 인가시키는 자장인가 쵸크랄스키법으로 실리콘 단결정을 성장시켰으며 그 성장속도는 약 0.6mm/min이었다. 상기와 같이 성장한 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 900℃에서 10시간동안 질소분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편은 종래의 실리콘 기판의 소수운반자들의 라이프타임을 측정하기 위한 라이프타임 스캐너를 이용하여 측정하고자 하는 시편의 전면에 대한 맵핑을 실시하였다.The silicon single crystal was grown by the magnetic field-chopping Czochralski method to apply the magnetic field of Cusp, and its growth rate was about 0.6 mm / min. After the 8-inch silicon single crystal grown as described above was cut and etched in the direction of the growth axis, the specimen was prepared by performing oxidative heat treatment in a nitrogen atmosphere at 900 ° C. for 10 hours and in an oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours. The specimen prepared as described above was mapped to the front surface of the specimen to be measured by using a life scanner to measure the life time of the minority carriers of the conventional silicon substrate.
[비교예 2]Comparative Example 2
커스프의 자장을 인가시키는 자장인가 쵸크랄스키법으로 실리콘 단결정을 성장시켰으며 그 성장속도는 약 0.6mm/min이었다. 상기와 같이 성장한 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 900℃에서 10시간동안 질소분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편의 성장 줄무늬를 랑그-엑스선 회절투영법에 의하여 측정하였다.The silicon single crystal was grown by the magnetic field-chopping Czochralski method to apply the magnetic field of Cusp, and its growth rate was about 0.6 mm / min. After the 8-inch silicon single crystal grown as described above was cut and etched in the direction of the growth axis, the specimen was prepared by performing oxidative heat treatment in a nitrogen atmosphere at 900 ° C. for 10 hours and in an oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours. Growth streaks of the specimens prepared as described above were measured by Langue-X-ray diffraction projection.
실시예 2는 실시예 1과 동일한 단결정에 대해 열처리온도를 변화시킨 경우의 실시예로서 그 결과를 제3도에 나타내었으며 제1도와는 다소 차이를 보인다. 제4도는 비교예 2의 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 촬영한 것으로 제3도와 거의 동일한 형태의 모습을 보여준다.Example 2 is an example in which the heat treatment temperature was changed for the same single crystal as in Example 1, and the results are shown in FIG. 4 is a photograph of the specimen of Comparative Example 2 by a conventional Langue-X-ray diffraction projection method and shows a state almost the same as that of FIG.
[실시예 3]Example 3
커스프의 자장을 인가시키는 자장인가 쵸크랄스키법으로 실리콘 단결정을 성장시켰으며 그 성장속도는 약 0.35mm/min이었다. 상기와 같이 성장한 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 750℃에서 10시간동안 질소분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편은 종래의 실리콘 기판의 소수 운반자들의 라이프타임을 측정하기 위한 라이프타임 스캐너를 이용하여 측정하고자 하는 시편의 전면에 대한 맵핑을 실시하였다.Silicon single crystals were grown by the magnetic field-chopping Czochralski method which applied the magnetic field of Cusp, and the growth rate was about 0.35 mm / min. The 8-inch silicon single crystal grown as described above was cut and etched in the direction of the growth axis, and then oxidized heat treated in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. for 10 hours and oxidized heat treatment in an oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours to prepare a specimen. The specimen prepared as described above was mapped to the front surface of the specimen to be measured using a life scanner to measure the life time of the minority carriers of the conventional silicon substrate.
[비교예 3]Comparative Example 3
커스프의 자장을 인가시키는 자장인가 쵸크랄스키법으로 실리콘 단결정을 성장시켰으며 그 성장속도는 약 0.35mm/min이었다. 상기와 같이 성장한 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 750℃에서 10시간동안 질소분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편의 성장 줄무늬를 랑그-엑스선 회절투영법에 의하여 측정하였다.Silicon single crystals were grown by the magnetic field-chopping Czochralski method which applied the magnetic field of Cusp, and the growth rate was about 0.35 mm / min. The 8-inch silicon single crystal grown as described above was cut and etched in the direction of the growth axis, and then oxidized heat treated in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. for 10 hours and oxidized heat treatment in an oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours to prepare a specimen. Growth streaks of the specimens prepared as described above were measured by Langue-X-ray diffraction projection.
실시예 3은 실시예 1에서의 실리콘 단결정과는 다른 조건에서 성장시킨 단결정을 실시예 1과 동일한 조건으로 시편을 준비하고 라이프타임 스캐너로 맵핑한 것으로 제5도에서처럼 실시예 1과 마찬가지로 성장 줄무늬가 잘 나타난다. 제6도는 비교예 3의 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 촬영한 사진이다.In Example 3, a single crystal grown in a condition different from that of the silicon single crystal in Example 1 was prepared with the specimen under the same conditions as in Example 1 and mapped with a life scanner. As shown in FIG. Appears well. 6 is a photograph taken of the specimen of Comparative Example 3 by a conventional Langue-X diffraction projection method.
[실시예 4]Example 4
상기 실시예 1과 성장속도는 동일하나 자장을 인가하지 않고 성장시킨 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 750℃에서 10시간동안 질소분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편은 종래의 실리콘 기판의 소수 운반자들의 라이프타임을 측정하기 위한 라이프타임 스캐너를 이용하여 측정하고자 하는 시편의 전면에 대한 맵핑을 실시하였다.The growth rate is the same as that of Example 1, but the 8-inch silicon single crystal grown without applying a magnetic field is cut and etched in the direction of the growth axis, followed by oxidation heat treatment in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. for 10 hours and oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours. The specimen was prepared by performing an oxidative heat treatment at. The specimen prepared as described above was mapped to the front surface of the specimen to be measured using a life scanner to measure the life time of the minority carriers of the conventional silicon substrate.
[비교예 4][Comparative Example 4]
상기 실시예 1과 성장속도는 동일하나 자장을 인가하지 않고 성장시킨 8인치의 실리콘 단결정을 성장축 방향으로 자르고 에칭한 후에 750℃에서 10시간동안 질소분위기에서 산화열처리하고 1000℃에서 16시간동안 산소분위기에서 산화 열처리를 실시하여 시편을 준비하였다. 상기와 같이 준비된 시편의 성장 줄무늬를 랑그-엑스선 회절투영법에 의하여 측정하였다.The growth rate is the same as that of Example 1, but the 8-inch silicon single crystal grown without applying a magnetic field is cut and etched in the direction of the growth axis, followed by oxidation heat treatment in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. for 10 hours and oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 16 hours. The specimen was prepared by performing an oxidative heat treatment at. Growth streaks of the specimens prepared as described above were measured by Langue-X-ray diffraction projection.
실시예 4는 실시예 3과 마찬가지로 실시예 1의 실리콘 단결정과는 다른 조건에서 성장시킨 단결정을 실시예 1과 동일한 조건으로 시편을 준비하고 라이프타임 스캐너로 맵핑한 것으로 그 결과는 제7도에 나타내었다. 실시예 1과 마찬가지로 성장 줄무늬가 잘 나타난다. 비교예 4는 실시예 3의 시편을 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 측정한 것으로 촬영한 사진은 제8도에 나타내었다.In Example 4, as in Example 3, a single crystal grown in a different condition from the silicon single crystal of Example 1 was prepared under the same conditions as in Example 1, and the specimen was mapped with a life scanner. The results are shown in FIG. It was. As in Example 1, growth streaks appear well. In Comparative Example 4, the specimen of Example 3 was measured by a conventional Langue-X diffraction projection method. The photograph taken is shown in FIG.
본 발명에 의해서 관찰할 수 있는 실리콘 단결정 성장시 유지되는 계면의 형상을 보여주는 성장 줄무늬는 종래의 랑그-엑스선 회절투영법으로 관찰한 것과 거의 동일한 결과를 보여주고, 오히려 종래의 방법으로는 확인이 힘든 결함들로 인한 단결정 결함 분포 특성도 아울러 확인할 수 있다. 또한 새로운 방법은 분석시간도 기존의 방법에 비해 1/50 정도로 단축시켜 30분의 단시간이 소요되며 측정장비의 가격과 운영면에 있어서도 상당한 이점이 있다.The growth stripes showing the shape of the interface maintained during the growth of silicon single crystals observed by the present invention show almost the same results as those observed by the conventional LANG-X-ray diffraction projection method. The single crystal defect distribution characteristics due to the The new method also shortens the analysis time by 1/50 compared to the existing method, which takes about 30 minutes and has a significant advantage in terms of cost and operation of the measuring equipment.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970040605A KR100246816B1 (en) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | Method of photographing single crystal growth stripe using lifetime scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970040605A KR100246816B1 (en) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | Method of photographing single crystal growth stripe using lifetime scanner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990017610A KR19990017610A (en) | 1999-03-15 |
| KR100246816B1 true KR100246816B1 (en) | 2000-03-15 |
Family
ID=19518406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970040605A KR100246816B1 (en) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | Method of photographing single crystal growth stripe using lifetime scanner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100246816B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010069326A (en) * | 2001-03-08 | 2001-07-25 | 이필홍 | Rear window device for vehicles |
| KR20030013792A (en) * | 2001-08-09 | 2003-02-15 | 주식회사 실트론 | Method for the analysis of the metallic impurities in silicon |
| KR20030052462A (en) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 주식회사 실트론 | A method for measuring lifetime of silicon wafer |
-
1997
- 1997-08-25 KR KR1019970040605A patent/KR100246816B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990017610A (en) | 1999-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112017003644B4 (en) | Method for evaluating the carbon concentration of a silicon sample, method for evaluating a manufacturing process for silicon wafer, method for manufacturing silicon wafer, method for manufacturing a silicon single crystal ingot | |
| US8411263B2 (en) | Method of evaluating silicon wafer and method of manufacturing silicon wafer | |
| JP2735772B2 (en) | Contaminant removal and improved minority carrier lifetime in silicon. | |
| CN112018166A (en) | SiC epitaxial wafer | |
| KR100246816B1 (en) | Method of photographing single crystal growth stripe using lifetime scanner | |
| Assimos et al. | The photoelectric threshold, work function, and surface barrier potential of single‐crystal cuprous oxide | |
| Wu et al. | Techniques for Lapping and Staining Ion‐Implanted Layers | |
| DE112015006323B4 (en) | Method for evaluating a semiconductor substrate and method for manufacturing a semiconductor substrate | |
| Wettling et al. | Direct and fast comparison of near-infrared absorption and photoluminescence topography of semiinsulating GaAs wafers | |
| Evitts et al. | Rates of formation of thermal oxides of silicon | |
| US6146911A (en) | Semiconductor wafer and method of manufacturing the same | |
| JP2013084840A (en) | Metal contamination evaluation method and epitaxial wafer manufacturing method | |
| Rozgonyi et al. | Reflection X‐Ray Topography of GaAs and GaP Cleavage Faces | |
| Raulo et al. | Effects of annealing on bulk properties of CdTe detectors | |
| Chin et al. | Evaluation of defects in InP and InGaAsP by transmission cathodoluminescence | |
| KR100384680B1 (en) | A Method for detecting micro defects | |
| Roberts et al. | Cathodoluminescence from ZnS and CdSe | |
| JPH01182739A (en) | Measurement of strain in compound semiconductor crystal | |
| JP7363423B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide single crystal | |
| JPH0732184B2 (en) | Method for evaluating compound semiconductor epitaxial film | |
| McDevitt et al. | Thermal oxide layers on GaAs studied by Raman and Auger spectroscopy | |
| KR100862312B1 (en) | Method for measuring wafer defect in semiconductor device | |
| JP2833479B2 (en) | Liquid phase epitaxial growth method for controlling Si concentration in GaP single crystal layer | |
| DE112021003786T5 (en) | Group III nitride semiconductor substrate | |
| JPH07283209A (en) | Gaas wafer surface processing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20021203 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |