KR100571573B1

KR100571573B1 - 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치, 그 장치를 이용한 제조방법, 그로부터 제조된 실리콘 단결정 잉곳 및 실리콘웨이퍼

Info

Publication number: KR100571573B1
Application number: KR1020030086711A
Authority: KR
Inventors: 조현정; 이홍우; 이인규; 이경석
Original assignee: 주식회사 실트론
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2006-04-14
Also published as: KR20050053101A

Abstract

본 발명은 쵸크랄스키 법에 따라 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 장치에 관한 것으로, 그 목적은 실리콘 웨이퍼의 면내 균일한 품질을 달성함과 동시에 잉곳 성장 속도를 향상시킬 수 있는 단결정 잉곳의 제조 장치를 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 챔버; 챔버의 내부에 설치되고, 실리콘 융액을 담고 있는 도가니; 도가니를 가열하는 히터; 실리콘 단결정 잉곳을 에워싸도록 실리콘 단결정 잉곳과 도가니 사이에 설치되어 실리콘 융액 및 잉곳으로부터 방사되는 열을 차단하는 열실드; 및 열실드에서 실리콘 단결정 잉곳과의 최인접부에 부착되고, 실리콘 단결정 잉곳을 에워싸는 원통형의 열차폐부를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치를 제공한다.

실리콘 단결정 잉곳, 열실드, 열차폐부

Description

실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치, 그 장치를 이용한 제조 방법, 그로부터 제조된 실리콘 단결정 잉곳 및 실리콘 웨이퍼 {An apparatus of manufacturing silicon single crystal ingot, a method of manufacturing using the apparatus, silicon single crystal ingots and silicon wafers using the apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치의 내부를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치에서 원통형의 반경이 잉곳(IG)의 길이 방향으로 따라서 변화하는 열차폐부(60)를 도시한 단면도이며,

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치에서 열차폐부를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

10 : 챔버 20 : 도가니

25 : 도가니 지지대 30 : 회전축

40 : 히터 45 : 보온통

50 : 열실드 60 : 열차폐부

65 : 홀

IG : 실리콘 단결정 잉곳 SM : 실리콘 융액

본 발명은 쵸크랄스키 법에 따라 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 실리콘 웨이퍼의 면내 균일한 품질을 달성함과 동시에 잉곳 성장속도를 증대시키는 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치에 관한 것이다.

실리콘 웨이퍼용 단결정 잉곳을 제조하는 대표적인 방법인 쵸크랄스키법에 의해 단결정이 성장될 때, 단결정 내 결정 품질 특성은 결정의 인상 속도 및 냉각 조건에 크게 의존한다. 따라서 성장계면 근처의 열 환경을 조절함으로써 결정 품질을 제어하고자 하는 많은 노력이 진행되어 왔다.

실리콘 융액이 고체 결정화하면서 베이컨시와 인터스티셜 점 결함이 평형농도 이상으로 혼입되고 냉각 중에 점 결함들은 응집하여 성장 결함으로 발전하게 된다. 보론코프씨에 의하면, 이러한 결함의 형성은 V/G 값과 밀접한 관계를 가지는데, 여기서 V는 성장속도이며 G는 성장계면 근처의 결정 내 수직온도기울기이다.

보론코프의 이론에 따르면, V/G 값이 어떤 임계치를 초과하면 베이컨시 타입(vacancy type)이 그리고 그 임계치 이하에서는 인터스티셜 타입(interstitial type)의 점 결함이 우세하게 된다. 따라서, 주어진 핫존에서 결정을 성장시킬 때는 인상 속도에 의하여 결정 내에 존재하는 점 결함의 종류, 밀도 등이 영향을 받게 된다.

일반적으로는 잉곳의 표면에서 열방출이 자유로와 잉곳의 중심부에 비해 외 주부에서 결정 내 수직온도 기울기(G)가 크다. 즉, 잉곳의 반경방향을 따라서, 중심부에서부터 외주부로 갈수록 G값이 증가하기 때문에, 중심부에는 베이컨시 우세 영역이 형성되고, 상대적으로 외주부에는 인터스티셜 우세 영역이 형성된다.

그런데, 웨이퍼가 면내에서 특성이 균질할 것이 요구되는 추세에 따라, 결정 반경방향으로의 수직온도기울기의 편차를 줄이기 위해 다양한 핫존이 설계되었으며, 그 대표적인 예로는 한국 특허출원 2000-71000 및 일본 특허공개 2000-247776에서 제안된 열실드들이 있다.

그러나 이러한 기존의 열실드들은 수직온도기울기의 반경방향 편차를 줄이는 데는 효과가 있었지만 여전히 결정 외주부의 수직온도기울기는 중심보다 높은 잉곳 성장환경을 제공한다. 특히 수직온도기울기 자체가 두드러지게 향상되지 않음으로써 실리콘 단결정 잉곳의 생산성이 낮은 문제점이 있다.

그리고, 결정성장 계면 근처에서의 열 전달이 상부 방향으로 용이하기 때문에 지속적인 융액(melt) 상태 유지를 위하여 운용 전력이 상승되며, 이로써 잉곳 제조 비용이 상승되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라 계면 근처의 잉곳과 열실드와의 아르곤 유동 단면적이 넓어짐으로써 결정의 품질 지표 중 하나인 초기 산소농도가 상승하는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 성장 중인 단결정 잉곳의 중심부의 수직 온도 기울기가 외주부의 수직 온도 기울기와 크거나 같게 함으로써 반경 방향 품질 편차를 최소화하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실리콘 단결정 잉곳 성장 속도를 향상시킬 수 있는 단결정 잉곳의 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 성장계면 근처에서의 열을 보존하여 운용전력을 절감하고 아르곤 유동 최적화에 의한 초기 산소농도의 효과적인 제어를 제공함에 있다.

이에 따라, 본 발명에서는 쵸크랄스키 법에 의한 실리콘 단결정 잉곳 제조 장치에서 열실드에 실리콘 단결정 잉곳을 에워싸는 원통형의 열차폐부를 설치하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치는 챔버; 챔버의 내부에 설치되고, 실리콘 융액을 담고 있는 도가니; 도가니를 가열하는 히터; 실리콘 단결정 잉곳을 에워싸도록 실리콘 단결정 잉곳과 도가니 사이에 설치되어 실리콘 융액 및 잉곳으로부터 방사되는 열을 차단하는 열실드; 및 열실드에서 실리콘 단결정 잉곳과의 최인접부에 부착되고, 실리콘 단결정 잉곳을 에워싸는 원통형의 열차폐부를 포함하는 구성이다.

여기서, 열차폐부는 실리콘 단결정 잉곳과의 이격거리가 잉곳의 길이 방향을 따라서 변화하도록 원통형의 반경이 변화할 수 있다.

상술한 바와 같이 열차폐부의 원통형 반경이 변화할 때 열차폐부와 실리콘 단결정 잉곳의 길이 방향 축이 이루는 각이 -20도 내지 20도 범위 내에서 변화하는 것이 바람직하다.

삭제

열차폐부에는 홀이 형성되어 불활성 가스의 흐름을 제어할 수 있다.

열차폐부 원통형의 하면은 요철 형상을 가질 수도 있다.

열차폐부의 재질은 흑연, 비정질 석영, 몰리브덴 중의 어느 하나일 수 있고, 열차폐부의 표면에는 실리콘카바이드(SiC)가 코팅될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 장치를 이용하면, 실리콘 단결정 잉곳의 중심부에서의 수직온도기울기가 잉곳의 외주부에서의 수직온도기울기에 비해 크거나 같은 상태에서, 또는 중심부에서의 수직온도기울기가 외주부에서의 수직온도기울기에 비해 0.56 도K/cm 이하로 작거나 같은 상태에서 실리콘 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있다.

그 결과 실리콘 단결정 잉곳 내부의 산소 농도가 목적하는 값을 가지도록 제어된 실리콘 단결정 잉곳 및 실리콘 웨이퍼를 제조할 수 있으며, 특히 내부의 산소 농도가 9 내지 12 ppma 범위 내에서 제어된 실리콘 단결정 잉곳 및 실리콘 웨이퍼를 제조할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

일반적으로 실리콘 단결정을 쵸크랄스키(CZ)법에 의하여 성장시키는데 있어서 단결정 잉곳의 성장 및 냉각조건을 반경방향으로 균일하게 하고 성장 중인 단결정을 특정한 범위의 속도로 인상하여 웨이퍼 형태로 가공하면, 웨이퍼 전면적의 90% 이상이 동일한 품질의 영역이 되며 그 특정한 품질을 구현하는 인상속도 또한 향상된다.

따라서, 본 발명에서는 반경방향으로의 결정 품질 특성이 균일한 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 장치 및 방법을 제공하며, 따라서 균일한 품질을 구현하는 인상속도를 향상시키고자 한다.

본 발명에서는 쵸크랄스키 법에 따라 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키며 도 1에 도시된 바와 같은 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치를 이용한다. 도 1은 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치의 내부를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳의 제조장치는 챔버(10)를 포함하며, 챔버(10)의 내부에서 실리콘 단결정 잉곳(IG)의 성장이 이루어진다.

챔버(10) 내에는 실리콘 융액(SM)을 담는 석영 도가니(20)가 설치되며, 이 석영 도가니(20)의 외부에는 흑연으로 이루어진 도가니 지지대(25)가 석영 도가니(20)를 에워싸도록 설치된다.

도가니 지지대(25)는 회전축(30) 상에 고정 설치되고, 이 회전축(30)은 구동 수단(미도시)에 의해 회전되어 석영 도가니(25)를 회전시키면서 상승시켜 고-액 계면이 동일한 높이를 유지하도록 한다. 도가니 지지대(25)는 소정 간격을 두고 원통형의 히터(40)에 에워싸여지며, 이 히터(40)는 보온통(45)에 의해 에워싸여진다.

히터(40)는 석영 도가니(20) 내에 적재된 고순도의 다결정실리콘 덩어리를 용융하여 실리콘 융액(SM)으로 만들며, 보온통(45)은 히터(40)에서 발산되는 열이 챔버(10)의 벽 쪽으로 확산되는 것을 방지하여 열 효율을 향상시킨다.

챔버(10)의 상부에는 케이블을 감아 인상(引上)하는 인상 수단(미도시)이 설치되며, 이 케이블의 하부에 석영 도가니(20) 내의 실리콘 융액(SM)에 접촉되어 인상하면서 단결정 잉곳(IG)을 성장시키는 종결정이 설치된다. 인상 수단은 단결정 잉곳(IG) 성장 시 케이블을 감아 인상하면서 회전 운동하며, 이 때 실리콘 단결정 잉곳(IG)은 도가니(20)의 회전축(30)과 동일한 축을 중심으로 하여 도가니(20)의 회전방향과 반대방향으로 회전시키면서 끌어 올리도록 한다.

챔버(10)의 상부로는, 성장되는 단결정 잉곳(IG)과 실리콘 융액(SM)에 아르곤(Ar), 네온(Ne) 및 질소(N) 등의 불활성 가스를 공급하고, 사용된 불활성 가스는 챔버(10)의 하부를 통해 배출시킨다.

실리콘 단결정 잉곳(IG)과 도가니(20) 사이에는 잉곳(IG)을 에워싸도록 열실드(50)가 설치되어 잉곳(IG)으로부터 방사되는 열을 차단하며, 열실드(50)에서 잉곳(IG)과의 최인접부에는 열차폐부(60)를 부착 설치하여 열 흐름을 더욱 차단하여 열을 보존한다.

열실드(50)는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 탄소(C) 또는 SiC가 코팅된 흑연으로 이루어지고 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

예를 들면, 열실드(50)는 잉곳(IG)과 도가니(20) 사이에 설치된 원통 형상의 제 1 차폐부와, 제 1 차폐부의 상부와 연결되어 보온통(45) 상부에 고정되는 플랜지 형상의 제 2 차폐부와, 제 1 차폐부의 하부와 연결되어 상기 단결정 잉곳 쪽으로 돌출되게 형성된 제 3 차폐부로 이루어질 수도 있다.

그러나 열실드(50)의 형상은 상술한 구조로 한정되지 않고, 본 발명에서는 어떠한 형상의 열실드라도 가능하다.

열실드(50)의 형상에 제한되지 않고 어떠한 형상이든 열실드(50) 중에서 잉곳(IG)과의 최인접부에 본 발명의 열차폐부(60)가 설치된다. 또는 열실드(50)와 일체형으로 제작될 수도 있다.

열차폐부(60)는 잉곳(IG)을 에워싸는 원통형의 형상을 가지며, 원통형의 열차폐부(60)는 기본 목적대로 열을 보존시켜 성장계면 근처의 온도와 잉곳(IG) 상부와의 온도 차이를 극대화하도록 설계된다.

열차폐부(60)의 원통형은 잉곳(IG)의 길이방향을 따라서 잉곳(IG)과 평행하도록 수직면을 가질 수도 있고, 잉곳(IG)과의 이격거리가 잉곳(IG)의 길이 방향을 따라서 변화하도록 원통형의 반경이 변화하는 경사면을 가질 수도 있다.

도 2는 원통형의 반경이 잉곳(IG)의 길이 방향으로 따라서 변화하는 열차폐부(60)를 도시한 단면도이며, 이와 같이 열차폐부(60)의 원통형 반경이 잉곳(IG)의 길이 방향을 따라서 변화할 때, 열차폐부(60)와 잉곳(IG)의 길이 방향 축이 이루는 각(θ)은 -20도 내지 20도인 것이 바람직하다.

열차폐부(60) 원통형의 높이(H)는 20mm 보다 크거나 같은 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30mm 보다 크거나 같다. 이 때 열차폐부(60) 원통형의 높이(H)는 높을수록 열차폐부(60)의 역할을 보다 더 효과적으로 수행하므로 바람직하나, 실리콘 융액(SM)에 닿지 않을 조건과, 기 설치된 열실드(50)의 높이 조건을 만족시키는 것에 의해 제한되어 높이(H)의 상한치가 결정된다.
따라서 상기한 조건들에 의해 열차폐부(60) 원통형 높이(H)의 상한치가 결정되며, 상기 열차폐부(60) 원통형의 높이(H)는 상기한 바와 같이 20mm 또는 30mm 전후에서 결정된다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열치폐부(60)의 높이(H)는 실리콘 융액(SM)에 닿지 않을 조건과, 열실드(50)의 높이 조건을 만족시키는 것에 의해 제한되며, 따라서 상기 열치폐부(60)의 높이(H)는 상기한 조건들을 만족하면 그 상한치가 결정된다.
열차폐부(60)의 원통형 판 두께는 특별한 제한이 없으며 단결정 잉곳 성장 시의 열충격에 깨지지 않을 정도의 두께이면 가능하다.

삭제

또한, 열차폐부(60)에는 홀(65)이 형성되어 아르곤 등의 불활성 가스의 유동을 원활하게 할 수도 있고, 열차폐부(60) 원통형의 하면을 요철 형상으로 제작하여 요부(凹部)를 통해 불활성 가스의 유동을 원활하게 할 수도 있다.

도 3a 및 3b는 열차폐부(60)를 도시한 사시도이다. 도 3a에는 다수개의 홀(65)이 형성된 열차폐부(60)가 도시되어 있는데, 홀(65)의 개수 및 배열 형태 등은 맬트갭(melt-gap : 반경방향으로의 가스 유동 단면적) 및 잉곳갭(ingot-gap : 수직방향으로의 가스 유동 단면적)을 고려하여 다양하게 변경가능하다.

도 3b에는 하면이 요철 형상을 가지는 열차폐부(60)가 도시되어 있으며, 이러한 열차폐부(60)에서는 불활성 가스가 요철 형상을 통과하면서 와류를 형성하여 보다 원활한 SiOx 기체의 증발이 이루어질 수 있다.

이러한 열차폐부(60)는 흑연, 비정질 석영, 몰리브덴 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 방사율 및 투과율 등을 고려하여 목적에 따라 적절한 재질로 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 열차폐부(60)의 표면에는 실리콘카바이드(SiC)가 코팅될 수도 있다.

상술한 바와 같이 열차폐부(60)를 설치하면 맬트갭 내 열밀도가 증가함으로써 성장계면 근처의 온도는 상승하고 잉곳(IG) 상부의 온도는 감소하게 된다. 따라서 수직온도기울기(G)가 상승하게 되며, 특히 열차폐부(60)의 원통형 면적만큼 열차폐부(60)와 잉곳(IG)이 인접하는 영역이 넓어짐으로써 잉곳(IG) 중심부 수직온도기울기가 외주부와 거의 같거나 오히려 외주부 보다 높아진다.

본 발명에 따라 열차폐부(60)를 설치한 실시예 1 내지 3과, 이 열차폐부(60)를 설치하지 않은 비교예(종래) 경우에 대해, 각각 수직온도기울기 및 반경방향으로의 온도기울기를 측정하고 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

실시예 1 내지 3은 열차폐부(60)에서 홀(65)이 차지하는 면적 비율에 따라 구분된 것으로서, 구체적으로는 실시예 1에서는 열차폐부(60)에서 홀(65)이 차지하는 면적이 18% 이고, 실시예 2에서는 6%, 실시예 3에서는 3%로 하였다.

	G/Go	ΔG (K/cm)
실시예 1	1.12	-0.56
실시예 2	1.17	-0.31
실시예 3	1.18	0.15
비교예	1	0.65

표 1에서 G는 실시예 1 내지 3에서 실제 실험을 통해 측정한 수직온도기울기를 의미하고, Go는 종래와 같이 열차폐부(60)를 설치하지 않은 경우의 수직온도기울기를 의미한다. 따라서 비교예에서는 G/Go가 1을 나타내고, 실시예 1 내지 3에서는 G/Go가 모두 1보다 큰 값을 나타내었다. 이것은 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따르면 종래에 비해 성장계면 근처에서의 수직온도기울기가 더욱 증가함을 의미하는 것이다.

또한, 표 1에서 델타(Δ)G는 잉곳 외주부에서의 수직온도기울기에서 잉곳 중심부에서의 수직온도기울기를 뺀 값을 의미하는데, 실시예 1 및 2에서는 ΔG 값이 마이너스(-)로서 잉곳 중심부 수직온도기울기가 잉곳 외주부 수직온도기울기보다 오히려 더 높은 결과를 보여주었다. 실시예 3에서는 ΔG 값이 0.15 K/cm 로서 중심부와 외주부의 수직온도기울기가 거의 비슷하였고 이는 비교예의 0.65 K/cm에 비해 월등히 낮은 값임을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 열차폐부(60)는 실리콘 융액의 복사열을 맬트갭 내에 충진함으로써 열차폐부의 온도를 상승시키게 되고 열차폐부(60)와 인접하는 잉곳의 냉각 속도를 비슷하게 유지한다. 따라서 잉곳의 외주부와 중심부의 냉각 속도가 비슷해지므로 수직온도기울기가 전체적으로 증가되면서 외주부와 중심부에서의 편차는 최소화되며, 이로써 반경 방향으로 균일한 품질을 구현하는 인상속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 열차폐부(60)가 실리콘 융액의 복사열을 맬트갭 내에 충진하기 때문에 실리콘 융액의 멜트 상태를 유지하기 위한 히터의 운용 전력을 감소시킬 수 있다.

한편, 열차폐부(60)가 불활성 가스의 가이드 역할을 함으로써 유동속도의 감소를 방지하여 성장계면 부근의 SiOx 기체를 충분히 제거하게 된다. 따라서 결정 잉곳 내로 혼입되는 산소 농도가 감소하게 된다.

상술한 실시예 1 내지 3 및 비교예에 대해 산소 농도 및 운용 전력을 측정하였으며 그 결과를 다음의 표 2에 나타내었다.

	산소농도 (ppma)	운용 전력 비(P/Po)
실시예 1	10.8	0.948
실시예 2	10.9	0.952
실시예 3	11.3	0.954
비교예	12.5	1

표 2에서 P는 실시예 1 내지 3에서 실제 실험을 통해 측정한 운용 전력을 의미하고, Po는 종래와 같이 열차폐부(60)를 설치하지 않은 경우의 운용 전력을 의미한다. 따라서 비교예에서는 P/Po가 1을 나타내고, 실시예 1 내지 3에서는 P/Po가 모두 1보다 작은 값을 나타냄으로써 비용 절감을 확인할 수 있었다.

표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 경우 모두 산소농도가 비교예에 비해 낮았으며, 운용전력 역시 비교예에 비해 낮음을 확인할 수 있었다.

또한, 홀(65)이 차지하는 면적 비율이 증가할수록 열은 충분히 보존하면서 원활한 가스 유동을 형성시킴으로써 산소농도 절감이 효과적으로 이루어지는 것을 확인할 수 있다.

이 결과로부터 열차폐부(60)의 홀(65) 점유 면적을 변경하는 것에 의해 산소농도를 목적하는 값으로 제어할 수 있음을 알 수 있었다. 이 때 산소농도를 제어하는 공정 변수는 홀(65) 점유 면적으로 한정되지 않고, 홀(65)의 위치, 또는 열차폐부(60)의 높이(H), 형상 등을 변경하는 것에 의해 산소농도를 목적하는 값으로 제어할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 쵸크랄스키 법에 따라 실리콘 단결정 잉곳을 제조하는 장치에서 열실드에 열차폐부를 설치하여 실리콘 단결정 잉곳의 중심부에서의 수직온도기울기가 외주부에서의 수직온도기울기보다 크거나 거의 같은 상태 에서 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 효과가 있다.

즉, 본 발명에서는 열차폐부의 설치로 인해 잉곳 중심부와 외주부 간의 수직온도기울기 편차를 줄이고, 따라서 실리콘 단결정 잉곳의 방경 방향 품질 편차를 감소시킴과 동시에 실리콘 단결정 잉곳 성장 속도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 열차폐부를 설치하여 성장계면 근처에서의 열을 보존하므로 운용전력을 절감하는 효과가 있다.

그리고, 불활성 가스의 유동을 최적화하여 성장계면 부근의 SiOx 기체를 충분히 제거하기 때문에 잉곳 내로 혼입되는 산소농도를 감소시킬 수 있으며, 특히 목적하는 산소농도 값을 가지도록 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims

쵸크랄스키 법에 의해 실리콘 단결정 잉곳을 제조하는 장치에 있어서,

챔버;

상기 챔버의 내부에 설치되고, 실리콘 융액을 담고 있는 도가니;

상기 도가니를 가열하는 히터;

실리콘 단결정 잉곳을 에워싸도록 상기 실리콘 단결정 잉곳과 상기 도가니 사이에 설치되어 상기 잉곳으로부터 방사되는 열을 차단하는 열실드; 및

상기 열실드에서 상기 실리콘 단결정 잉곳과의 최인접부에 부착되고, 상기 실리콘 단결정 잉곳을 에워싸는 원통형의 열차폐부

를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 열차폐부는 상기 실리콘 단결정 잉곳과의 이격거리가 상기 잉곳의 길이 방향을 따라서 변화하도록 상기 원통형의 반경이 변화하는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 열차폐부와 상기 실리콘 단결정 잉곳의 길이 방향 축이 이루는 각이 -20도 내지 20도인 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 열차폐부에는 홀이 형성되어 있는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 열차폐부 원통형의 하면은 요철 형상을 가지는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 열차폐부의 재질은 흑연, 비정질 석영, 몰리브덴 중의 어느 하나인 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 열차폐부의 표면에는 실리콘카바이드(SiC)가 코팅되어 있는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치.
제1항의 장치를 이용하여, 실리콘 단결정 잉곳의 중심부에서의 수직온도기울기가 상기 잉곳의 외주부에서의 수직온도기울기에 비해 크거나 같고, 또는 상기 중심부에서의 수직온도기울기가 상기 외주부에서의 수직온도기울기에 비해 0.5 도K/cm 이하로 작거나 같은 상태에서 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 실리콘 단결정 잉곳 내부의 산소 농도를 9 내지 12 ppma 범위 내에서 제어하는 실리콘 단결정 잉곳의 제조 방법.
제1항의 장치를 이용하여 제조되어, 내부의 산소 농도가 9 내지 12 ppma 범위 내의 값을 가지도록 제어된 실리콘 단결정 잉곳.
제1항의 장치를 이용하여 제조되어, 내부의 산소 농도가 9 내지 12 ppma 범위 내의 값을 가지도록 제어된 실리콘 웨이퍼.