DE112012005584T5

DE112012005584T5 - Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalles

Info

Publication number: DE112012005584T5
Application number: DE112012005584.5T
Authority: DE
Inventors: Jung-ha Hwang; Sang Hee Kim
Original assignee: LG Siltron Inc
Current assignee: SK Siltron Co Ltd
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2014-10-16
Also published as: JP2015506330A; WO2013103193A1; KR20130080652A; US20140109824A1; KR101390797B1

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalles. Das Verfahren umfasst die Herstellung einer Siliziumschmelze, das Zusetzen eines Dotierstoffes mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die Siliziumschmelze zu der Siliziumschmelze, und das Züchten eines Silizium-Einkristalles aus der Siliziumschmelze, der der Dotierstoff zugesetzt wurde, in der Reihenfolge eines ”Halses”, einer ”Schulter” und eines ”Körpers”. Während des Wachstums des Silizium-Eingangskristalles wird die Länge des Halses in den Bereich von 35 bis 45 cm eingestellt und ein Verhältnis der Inertgasmenge zum Druck einer Kammer wird auf 1,5 oder weniger eingestellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalles.
Allgemeiner Stand der Technik
In einem Czochralski-Verfahren der Züchtung eines Silizium-Einkristalles mit einer Konzentration stärker als ein vorbestimmter Wert unter Verwendung eines n-Dotierstoffes mit einem niedrigen Schmelzpunkt, wie z. B. Antimon (Sb), Phosphor (P) und Arsen (As), verflüchtigt sich der einer Siliziumschmelze zugesetzte Dotierstoff im allgemeinen, was zu einem kontinuierlichen Verlust von Dotierstoff führt.
Dabei wird die Oberflächentemperatur der Siliziumschmelze während der Verflüchtigung kontinuierlich reduziert, so dass die Oberflächentemperatur der Siliziumschmelze nicht stabil aufrechterhalten werden kann.
Außerdem kann eine Erhöhung der Menge des Dotierstoffes mit niedrigem Schmelzpunkt, um die Elektronenbeweglichkeit zu erhöhen, die Menge an sich verflüchtigendem Dotierstoff für einen vorgegebenen Zeitraum erhöhen.
Inzwischen ist bekannt, dass beim Züchten des Silizium-Einkristalles eine konvexe Fest/Flüssig-Grenzfläche die Kristallwachstumsrate im Vergleich zu einer konkaven Fest/Flüssig-Grenzfläche wirksam verbessert und Kristallfehler reduziert.
Somit hat die Fest/Flüssig-Grenzfläche, während die Wachstumsrate zunimmt, eine konvexe Form, und die Wärme der Verfestigung wird durch die Wärmeleitung über den Silizium-Einkristall größtenteils abgezogen.
Andererseits hat die Fest-Flüssig-Grenzfläche, während die Wachstumsrate abnimmt, eine konkave Form. In diesem Fall reduziert die latente Wärme der Verfestigung einen unterkühlten Bereich, um den Temperaturgradienten für das Silizium-Einkristallwachstum zu senken, wodurch die Kristallwachstumsrate abnimmt.
Demzufolge kommt es während des Wachstums des Silizium-Einkristalles, während die Fest-Flüssig-Grenzfläche konvexer wird, zu einer geringeren Übertragung von latenter Wärme der Verfestigung in den unterkühlten Bereich unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche.
Basierend auf diesen Gründen wurde das oben beschriebene Konzept auf verwandte Gebiete angewendet, um die Ergiebigkeit des Silizium-Einkristalles zu erhöhen oder seine Produktivität zu verbessern.
Doch wenn der Silizium-Einkristall gezüchtet wird, indem ihm ein Dotierstoff mit niedrigem Schmelzpunkt zugesetzt wird, nimmt die Marangoni-Spannung aufgrund der Verdampfungswärme ab, die durch die Verflüchtigung des hoch volatilen Dotierstoffes verursacht wird. Somit kann ein unterkühlter Bereich reduziert werden.
Um die Siliziumschmelze mit einer Konzentration größer als ein vorbestimmter Wert in das Silizium-Einkristall zu geben, ist außerdem eine grundlegende Unterkühlung erforderlich. Doch eine grundlegende Unterkühlung erzeugt einen umgekehrten Temperaturgradienten, der das normale Silizium-Einkristallwachstum hemmt.
Da die Verfestigung an einer niedrigeren Position als einer normalen Verfestigungsposition auftritt, ist es somit schwierig, einen Silizium-Einkristall zu züchten, und die Ergiebigkeit nimmt mit herkömmlichen Methoden erheblich ab.
Offenbarung
Technische Aufgabe
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit der das Problem gelöst werden soll, liegt in einem Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalles, das die Ergiebigkeit des Silizium-Einkristalles erhöhen und die Produktivität im Wachstum eines hochreinen Silizium-Einkristalles unter Verwendung eines Dotierstoffes mit einem niedrigen Schmelzpunkt verbessern soll.
Technische Lösung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann erfüllt werden, indem ein Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalles, einschließlich der Herstellung einer Siliziumschmelze, bereitgestellt wird; ein Dotierstoff mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die Siliziumschmelze der Siliziumschmelze zugesetzt wird; und ein Silizium-Einkristall aus der Siliziumschmelze, der der Dotierstoff zugesetzt wurde, in der Reihenfolge eines ”Halses”, einer ”Schulter” und eines ”Körpers” gezüchtet wird. Dabei wird eine Länge des Halses auf 35 bis 45 cm eingestellt und ein Verhältnis der Inertgasmenge zum Druck einer Kammer wird bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles auf 1,5 oder weniger eingestellt.
Die Einstellung des Verhältnisses von Inertgasmenge zum Druck einer Kammer kann bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles ab dem Wachstum der Schulter angewendet werden.
Eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Silizium-Einkristalles liegt bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles in dem Bereich von 12 bis 16 U/Min. oder eine Umdrehungsgeschwindigkeit eines die Siliziumschmelze enthaltenden Tiegels liegt bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles in dem Bereich von 12 bis 16 U/Min.
Eine Fest-Flüssig-Grenzfläche des Silizium-Einkristalles kann derart kontrolliert werden, dass sie beim Züchten des Silizium-Einkristalles zwischen der Mitte der Fest-Flüssig-Grenzfläche und einem Kantenabschnitt der Fest-Flüssig-Grenzfläche eine Stufendifferenz von 20% oder weniger aufweist.
Die Kontrolle der Stufendifferenz der Fest-Flüssig-Grenzfläche kann bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles in einem späten Stadium des Wachstums der ”Schulter” angewendet werden.
Der Druck kann während des Wachstums des Silizium-Einkristalles in dem Bereich von 100 bis 10000 Torr liegen.
Ein radialer Widerstandsgradient (RRG) des Silizium-Einkristalles kann bei der Züchtung des Silizium-Einkristalles in dem Bereich von 1 bis 15% liegen.
Der Widerstand kann in der Fest-Flüssig-Grenzfläche des Silizium-Einkristalles zunehmen und die Zunahme des Widerstandes kann kontrolliert werden, so dass sich die den Widerstandsanstieg verursachende Temperaturdifferenz bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles in Intervallen von durchschnittlich ca. 10 bis ca. 15% zeigen kann.
Die Kontrolle der Zunahme des Widerstandes kann bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles auf das Wachstum der ”Schulter” angewendet werden.
Eine Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles in einem Anfangsstadium des Wachstums des ”Körpers” kann bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles einen negativen Gradienten aufweisen.
Das Anfangsstadium des Wachstums des ”Körpers” kann einer Verfestigungsrate von 25% oder weniger entsprechen und die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles kann auf 0,1 bis 0,3 mm/Min. reduziert werden.
Die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles kann während des Wachstums des ”Körpers” einen negativen Gradienten und einen positiven Gradienten aufweisen. Der negative Gradient kann bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles innerhalb von 10 bis 20% variieren und der positive Gradient kann innerhalb von 5 bis 10% variieren.
Die Variationsbreiten des negativen und positiven Gradienten können auf einen Punkt angewendet werden, an dem der Gradient der Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles von negativ zu positiv wechselt.
Vorteilhafte Auswirkungen
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalles unter Verwendung eines volatilen Dotierstoffes mit niedrigem Schmelzpunkt bereitgestellt. Nach dem Verfahren können die Herstellungskosten gesenkt werden, indem man die Menge des relativ teuren Materials für den Dotierstoff senkt, und zwar durch Minimieren der Dotierstoffmenge, der erforderlich ist, um den gewünschten Widerstand zu erhalten, und durch Reduzieren der Verflüchtigung des Dotierstoffes, indem man den Druck nach dem Dotieren erhöht.
Außerdem kann eine durch die Verflüchtigung des Dotierstoffes verursachte Kontamination wirkungsvoll verhindert werden und die Ergiebigkeit des Silizium-Einkristalles kann erhöht werden, indem man den Inertgasgehalt zusätzlich zu der Erhöhung des Drucks anpasst.
Darüberhinaus kann die Ergiebigkeit des Silizium-Einkristalles durch Reduzieren der Höhe der Verflüchtigung des Dotierstoffes erhöht werden, indem man den Inertgasgehalt kontrolliert, wenn die Verflüchtigungsrate des Dotierstoffes aufgrund der Senkung der Menge der Siliziumschmelze beschleunigt wird.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaubild, das das Auftreten von Polykristallisation nach Stadien eines Wachstumsprozesses eines Silizium-Einkristalles veranschaulicht.
2A und 2B sind Schaubilder, die die Häufigkeiten von Polykristallisation nach Stadien eines Wachstumsprozesses eines Silizium-Einkristalles veranschaulicht.
3 ist eine Tabelle, die die Ergiebigkeit in Bezug auf ein Verhältnis von Inertgasmenge zu Druck einer Kammer veranschaulicht.
4A bis 4D sind Diagramme, die die Phasenumwandlung nach dem Grad der grundlegenden Unterkühlung veranschaulichen.
5A bis 5D veranschaulichen Formen einer Fest-Flüssig-Grenzfläche entsprechend der Zunahme der Löslichkeit der Feststoffe.
6 ist ein Schaubild, das den Widerstand entsprechend der Fest-Flüssig-Grenzfläche und die grundlegende Unterkühlung veranschaulicht.
7A und 7B sind Schaubilder, die den Phasenwechsel entsprechend dem Schmelzpunkt veranschaulichen.
8 ist ein Schaubild, das die Temperaturanstiegsrate in Bezug auf die Zahl der Tiegelumdrehungen veranschaulicht.
9A bis 9D sind Diagramme, die die Kristallisation entsprechend der grundlegenden Unterkühlung veranschaulichen.
10 ist ein Schaubild, das den Widerstand in Bezug auf das Wachstum eines Silizium-Einkristalles veranschaulicht.
11 ist ein Diagramm, das die Veränderung des Widerstandes in Bezug auf eine horizontale Wachstumslänge einer ”Schulter” veranschaulicht.
12 veranschaulicht ein Verhältnis zwischen Wachstumsrate und Widerstand, und
13 ist ein Schaubild, das den Anstieg der Wachstumsrate in Bezug auf den Widerstand veranschaulicht.
Beste Ausführungsart
Es wird nun im Detail auf die beispielhaften Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den Begleitzeichnungen veranschaulicht sind.
Es wird klar sein, dass, wenn ein Element, wie z. B. eine Schicht (Film), ein Bereich, ein Muster oder eine Struktur als ”auf” oder ”unter” einem anderen Element, wie z. B. einem Substrat, einer Schicht (Film), einem Bereich, einer Unterlage oder einem Muster, gebildet bezeichnet wird, es sich direkt ”auf” oder ”unter” dem anderen Element befinden oder indirekt mit dazwischentretenden Elementen gebildet sein kann. Es wird auch klar sein, dass ”auf” oder ”unter” dem Element in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben sein kann.
In den Zeichnungen kann die Stärke oder Größe jeder Schicht aus Gründen der Klarheit und Einfachheit überhöht, weggelassen oder schematisch veranschaulicht sein.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Siliziumschmelze in einem Tiegel eines Apparates zum Züchten eines Silizium-Einkristalles hergestellt und dann wird der Siliziumschmelze ein Dotierstoff mit einem niedrigen Schmelzpunkt zugesetzt.
Anschließend wird ein Silizium-Einkristall aus der Siliziumschmelze, der der Dotierstoff zugesetzt wurde, in der Reihenfolge eines ”Halses”, einer ”Schulter” und eines ”Körpers” gezogen.
Dabei kann das Silizium-Einkristallwachstum einen Necking-Prozess zum Züchten eines dünnen und langen Kristalles aus einem Impfkristall, einen Shouldering-Prozess zum Züchten des Kristalles in radialer Richtung auf einen Zieldurchmesser und einen Körper-Wachstumsprozess zum Züchten des Kristalles mit einem vorbestimmten Durchmesser aufweisen.
Anschließend wird der Durchmesser des Kristalles allmählich gesenkt, nachdem der Körper auf eine vorbestimmte Länge gewachsen ist, und das Silizium-Einkristallwachstum wird durch ein Abtrennverfahren (tailing process) zum Trennen des Kristalles von der Siliziumschmelze abgeschlossen.
Wenn ein hochreiner Silizium-Einkristall unter Verwendung eines volatilen Dotierstoffes mit niedrigem Schmelzpunkt nach der vorliegenden Erfindung gezüchtet wird, kann eine Fest-Flüssig-Grenzfläche als solche genau kontrolliert werden, um die Ergiebigkeit des Silizium-Einkristalles zu erhöhen und die Produktivität zu verbessern. Dadurch kann man durch Reduzierung eines unterkühlten Bereichs einen Silizium-Einkristall mit niedrigem Widerstand erhalten.
1 ist ein Schaubild, das das Auftreten von Polykristallisation nach Stadien eines Wachstumsprozesses eines Silizium-Einkristalles veranschaulicht.
Wie in 1 gezeigt, zeigt der Körperwachstumsprozess des Silizium-Einkristalles das größte Auftreten von Polykristallisation und der Necking-Prozess des Silizium-Einkristalles zeigt das geringste Auftreten von Polykristallisation. Das Auftreten von Polykristallisation des Shouldering-Prozesses liegt in einem Bereich zwischen jenen des Körperwachstumsprozesses und des Necking-Prozesses.
Bei dem Wachstum eines hochreinen Silizium-Einkristallingots besitzt der Silizium-Einkristallingot einen Bereich, dessen Temperatur niedriger ist als die der Siliziumschmelze. Wenn ein Temperaturgradient des Ingots zunimmt, tritt die Kristallisation in dem sich verfestigenden Siliziumingot von einem Bereich auf, der eine niedrigere Temperatur hat als die der Fest-Flüssig-Grenzfläche. Dabei kann aufgrund einer Kristallgitterfehlausrichtung eine Polykristallisation auftreten.
Wenn also die Konzentration des in der Siliziumschmelze enthaltenen Dotierstoffes mit niedrigem Schmelzpunkt zunimmt, wird der Zustand dem von grundlegender Unterkühlung ähnlich. Da sich eine feste Phase unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche zu bilden neigt, kann eine Polykristallisation aufgrund der Differenz der Triebkraft der Kühlung gemäß der Phasenumwandlung leicht auftreten.
Die 2A und 2B sind Schaubilder, die die Häufigkeiten von Polykristallisation nach den Stadien eines Wachstumsprozesses eines Silizium-Ein-kristalles veranschaulichen. 2A zeigt die Häufigkeit von Polykristallisation während des Shouldering-Prozesses und 2B zeigt die Häufigkeit von Polykristallisation während des Körperwachstumsprozesses.
Wie in 2A veranschaulicht, tritt die Polykristallisation häufig bei ca. 60% des Gesamtdurchmessers in dem Shouldering-Prozess auf. Wie in 2B veranschaulicht, tritt die Polykristallisation häufig bei ca. 25% der Gesamtlange in dem Körperwachstumsprozess, basierend auf der Verfestigungsrate, auf.
Bei dem Silizium-Einkristallwachstum nimmt der Widerstand zu und dann an einem Übergangsabschnitt von der ”Schulter” zu dem ”Körper” ab. Im allgemeinen gilt: wenn der Silizium-Einkristall länger wird, nimmt sein Widerstand ab.
Doch wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine konkave Form hat, tritt die Phasenumwandlung zur festen Phase zuletzt an dem mittleren Bereich der Fest-Flüssig-Grenzfläche auf. Demzufolge breitet sich die Diffusion von dem mittleren Bereich entlang der Fest-Flüssig-Grenzfläche aus, so dass der Widerstand abnimmt und dann zunimmt.
Als solche hat die ”Schulter” eine konkave Fest-Flüssig-Grenzfläche, da die Wärmemenge aus der Siliziumschmelze größer ist als die von der ”Schulter” abgegebene Wärmemenge.
Selbst wenn die Wachstumsrate zunimmt, ist es schwierig, die Fest-Flüssig-Grenzfläche aufgrund einer großen volumetrischen Differenz zu verändern.
Wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche außerdem eine konkave Form hat, ist es relativ schwierig, den Silizium-Einkristall zu züchten. Doch es ist möglich, den Kristall an der ”Schulter” zu züchten, da ein Temperaturgradient zwischen der Siliziumschmelze und der ”Schulter” relativ gering ist.
Nach der Erfindung sollte eine Stufendifferenz zwischen der Mitte der Fest-Flüssig-Grenzfläche und einer imaginären Linie der Fest-Flüssig-Grenzfläche mit mindestens zwei Endpunkten weniger als ca. 20% betragen, bevor der Körperwachstumsprozess begonnen wird.
Aufgrund einer Zunahme der grundlegenden Unterkühlung, bildet sich an den Kantenabschnitten der Fest-Flüssig-Grenzfläche leicht eine feste Phase, um die Polykristallisation zu beschleunigen, während die Fest-Flüssig-Grenzfläche geringer wird.
Außerdem wird die Wärmeübertragung an den Kantenabschnitten im Vergleich zu dem mittleren Bereich wirksamer durchgeführt. Wenn die Mitte der Fest-Flüssig-Grenzfläche also um ca. 20% oder mehr höher liegt als die Endabschnitte, nimmt die latente Wärme der Verfestigung zu, um den unterkühlten Bereich darunter zu reduzieren. Somit kann das Wachstum des Silizium-Einkristalles gehemmt werden.
Um Polykristallisation aufgrund grundlegender Unterkühlung zu verhindern, muss eine maximale Höhe der Fest-Flüssig-Grenzfläche basierend auf ihren Endabschnitten innerhalb ca. 20% kontrolliert werden. Die Variation muss innerhalb von ca. 10% liegen. Vorzugsweise kann die Mitte auf derselben Höhe wie die Endabschnitte der Fest-Flüssig-Grenzfläche gebildet sein.
Mit anderen Worten, in dem späten Stadium des Shouldering-Prozesses des Silizium-Einkristallwachstums kann die Fest-Flüssig-Grenzfläche des Silizium-Einkristalles so kontrolliert werden, dass eine Stufendifferenz zwischen der Mitte der Fest-Flüssig-Grenzfläche und den Endabschnitten der Fest-Flüssig-Grenzfläche weniger als ca. 20% beträgt.
Da das Züchten des Silizium-Einkristalles außerdem in der ”Schulter” ein relativ kleines Volumen hat, ist der Einfluss auf den unterkühlten Bereich entsprechend der Temperaturerhöhung geringer als der des ”Körpers”, selbst wenn die Kühlwirkung maximiert ist, um eine konkave Fest-Flüssig-Grenzfläche zu bilden.
Selbst wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine konkave Form hat, wird der Zustand somit dem der grundlegenden Unterkühlung bei einer bestimmten Konzentration oder mehr weniger ähnlich.
Wenn ein Dotierstoff mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird, verflüchtigt sich der Dotierstoff von der Oberfläche der Siliziumschmelze (Verdampfungswärme) und erhöht deren Oberflächentemperatur. Insbesondere hat die Fest-Flüssig-Grenzfläche aufgrund eines kleinen, für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehenden Volumens einen großen Einfluss auf die ”Schulter”.
Diese Wirkung kann eine Erhöhung der Verfestigungstemperatur verursachen.
Wenn die ”Schulter” bei einer herkömmlichen Temperatur unterkühlt wird, ist die Temperatur demzufolge für die Aufrechterhaltung des unterkühlten Bereichs in der ”Schulter” nicht ausreichend und führt dadurch zur Polykristallisation.
Um die Verlagerung der ”Schulter” zu verhindern, muss die Verfestigungswärme weiter reduziert werden, um einen ausreichend unterkühlten Bereich zu bilden.
Insbesondere da die ”Schulter” vertikal und horizontal wächst, muss eine unzureichende Unterkühlungstemperatur in Bezug auf die erhöhte Verfestigungstemperatur sichergestellt sein.
Während des horizontalen Wachstums ist die Abnahme der Oberflächentemperatur schneller als die Aufrechterhaltung des unterkühlten Bereichs. Demzufolge ist es wichtig, die Temperatur bei ca. 40% oder weniger des Shouldering-Prozesses, bei dem das vertikale Wachstum vorherrscht, zu kontrollieren.
Der ausreichend unterkühlte Bereich kann durch die Verwendung von drei Verfahren bekräftigt werden: ein erstes Verfahren der Messung der Gleichförmigkeit einer Facettenoberfläche, ein zweites Verfahren der Messung eines Winkels der Facettenoberfläche und ein drittes Verfahren der Messung eines Durchmessers der ”Schulter” und des Zeitraumes, bevor das horizontale Hauptwachstum beginnt.
Nach dem ersten und zweiten Verfahren kann die Facettenoberfläche so gebildet sein, dass sie eine gleichmäßige Form besitzt, auch wenn die Gleichförmigkeit und der Winkel entsprechend der Ausrichtung des Kristallwachstums variieren können.
Um dies durchzuführen, sollte die Länge des ”Halses” auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden, und eine Inertgasmenge, mit der die Volatilität im Sinne der Verdampfungswärme reduziert werden kann und Verunreinigungen wirkungsvoll entfernt werden können, ist ein wichtiger Faktor.
Da nach dem dritten Verfahren ein Startpunkt des horizontalen Wachstums je nach Standort, an dem die Facettenoberfläche im Hinblick auf den Gesamtwachstumsdurchmesser wächst, variiert, muss dies außerdem geklärt werden. Hier wird die dafür erforderliche Zeit zur Messung der Temperatur verwendet, die nötig ist, um einen unterkühlten Bereich aufrechtzuerhalten.
Während des erfindungsgemäßen Silizium-Einkristallwachstums kann die Länge des ”Halses” während des Shouldering-Prozesses somit innerhalb des Bereichs von ca. 35 bis ca. 45 cm eingestellt werden und ein Verhältnis der Inertgasmenge zu dem Druck einer Kammer kann auf ca. 1,5 oder weniger eingestellt werden.
Somit kann das Verhältnis von Inertgasmenge zu Druck einer Kammer bei dem Silizium-Einkristallwachstum von dem Shouldering-Prozess aus kontrolliert werden.
3 ist eine Tabelle, die die Ergiebigkeit in Bezug auf ein Verhältnis von Inertgasmenge zu Druck einer Kammer veranschaulicht. Wie in 3 veranschaulicht, gilt folgendes: wenn das Verhältnis von Inertgasmenge zu Druck einer Kammer auf ca. 1,5 oder weniger eingestellt ist, bestätigt sich, dass die Produktivität des Silizium-Einkristalles, der unter Verwendung eines hoch volatilen Dotierstoffes gezüchtet ist, verbessert wird.
Wenn das Verhältnis von Inertgasmenge zu Druck einer Kammer größer als ca. 1,5 ist, variiert die Form der Facette und wird dadurch ungleichförmig.
Die 4A bis 4D sind Diagramme, die die Phasenumwandlung nach dem Grad der grundlegenden Unterkühlung veranschaulichen. Die 5A bis 5D veranschaulichen Formen einer Fest-Flüssig-Grenzfläche entsprechend der Zunahme der Löslichkeit der Feststoffe.
Wenn Arsen (As) verwendet wird, während die Menge an fester Lösung zunimmt, kann die Temperatur während der Phasenumwandlung von einer flüssigen Phase zu einer festen Phase rasch abnehmen.
Wie in den 4A bis 4D veranschaulicht, wächst der Silizium-Einkristall, wenn keine grundlegende Unterkühlung auftritt, derart, dass die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine planare Form hat. Wenn eine grundlegende Unterkühlung auftritt, wird eine zelluläre Grenzfläche gebildet. Wenn die Unterkühlung weiter erhöht wird, wachsen zelluläre Dendrite nach unten.
Wie in den 5A bis 5D außerdem veranschaulicht, wird die Grenzfläche herabgesenkt und hat eine spitzere Form, wenn die Löslichkeit der Feststoffe in dem Silizium zunimmt.
Wenn die Grenzfläche also eine spitze Form hat, vergrößert ein Bereich die Umgebung einer möglichen Region, in der die grundlegende Unterkühlung stattfindet. Während die Unterkühlung fortschreitet, wird ein relativ unterkühlter Bereich mit einer höheren Temperatur als die Temperatur der Fest-Flüssig-Grenzfläche unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche gebildet, so dass ein amorphes Kristallwachstum auftreten kann.
Da dieser Abschnitt entsprechend der Kristallwachstumsrate außerdem einen Temperaturbereich über der Fest-Flüssig-Grenzfläche erreicht, werden amorphe Kristalle und eine flüssige Phase gleichzeitig in eine feste Phase umgewandelt. Somit tritt die Verfestigung unter Wärmebeanspruchung auf.
In diesem Fall kann es sein, dass man Kratzer auf der Oberfläche des Silizium-Einkristalles feststellen kann.
Während die Menge eines, einem Lösungsmittel zugesetzten, gelösten Stoffes zunimmt, nimmt außerdem die Phasenumwandlungstemperatur von einer flüssigen Phase des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes in eine feste Phase rasch ab. Insbesondere wird an einem Abschnitt, in dem die Begrenzung der festen Lösung auftritt, ein scharfer Gradient gebildet.
6 ist ein Schaubild, das den Widerstand entsprechend der Fest-Flüssig-Grenzfläche und die grundlegende Unterkühlung veranschaulicht.
Wie in 6 veranschaulicht, gilt folgendes: wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine planare Form hat, nimmt die Temperaturdifferenz zwischen einer Pufferregion und der Fest-Flüssig-Grenzfläche ab.
Im Vergleich von Y und Z mit X gilt: wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine konkave Form hat, kann die Pufferregion erweitert sein, was die Gefahr der Verlagerung erhöht.
Wenn die Wachstumsrate durch grundlegende Unterkühlung kontrolliert wird, verbraucht die latente Wärme der Verfestigung im allgemeinen die meiste Wärmeenergie durch das Kristall während der hohen Wachstumsgeschwindigkeit.
Doch während die Wachstumsrate abnimmt, wird die latente Wärme der Verfestigung sowohl auf den Kristall (feste Phase) als auch auf die flüssige Phase übertragen.
Die Pufferregion dehnt sich aus, während die in dem Lösungsmittel enthaltene Menge an gelöstem Stoff zunimmt. Hier wird die Wachstumsrate verringert, um einen Temperaturgradienten zwischen der Fest-Flüssig-Grenzfläche und der Pufferregion zu reduzieren.
Das heißt, wenn die Temperatur der Fest-Flüssig-Grenzfläche ca. 1300°C beträgt, erhöht sich der Temperaturbereich, in dem die Pufferregion gebildet ist, während sich die Konzentration erhöht.
Da die Kristallisation bei einer Temperatur eintritt, die höher ist als die Temperatur der Fest-Flüssig-Grenzfläche, wächst der Kristall, bevor ein ausreichender unterkühlter Bereich gebildet ist. Somit kann man keinen Einkristall erhalten.
Erfindungsgemäß sollte die Grenzfläche eine planare Form haben, um die Verfestigungsdifferenz zwischen der Fest-Flüssig-Grenzfläche und dem grundlegenden unterkühlten Bereich zu minimieren, auch wenn eine geringfügige Temperaturdifferenz vorhanden ist.
Die 7A und 7B sind Schaubilder, die den Phasenwechsel entsprechend dem Schmelzpunkt veranschaulichen.
Wie in den 7A und 7B veranschaulicht, wird durch die grundlegende Unterkühlung bei einer Temperatur höher als der der Fest-Flüssig-Grenzfläche ein Silizium-Einkristall gebildet.
Somit muss der Temperaturgradient zwischen der Fest-Flüssig-Grenzfläche und dem unterkühlten Bereich minimiert werden, um die Auswirkungen der grundlegenden Unterkühlung zu reduzieren.
Der Grund dafür ist, dass die Fest-Flüssig-Grenzfläche konkaver wird, wenn der Temperaturgradient zunimmt.
8 ist ein Schaubild, das die Temperaturanstiegsrate in Bezug auf die Drehzahl des Tiegels veranschaulicht. Der Tiegel wird gedreht, um den Temperaturgradienten zwischen der Fest-Flüssig-Grenzfläche und dem unterkühlten Bereich zu reduzieren.
Wie in 8 veranschaulicht, gilt: während die Drehzahl des Tiegels zunimmt, wird die Konvektion der Siliziumschmelze mehr aktiviert. Somit nimmt die Heizkraft des Apparates zum Züchten des Silizium-Einkristalles zu, was zu einem proportionalen Temperaturanstieg führt.
Die Erhöhung der Gesamttemperatur kann sich derart auswirken, dass die Menge der dem Lösungsmittel zugesetzten Feststoffe reduziert wird, wodurch sich die Auswirkung der grundlegenden Unterkühlung reduziert.
Doch da die Erhöhung der Temperaturanstiegsrate der Drehzahl des Tiegels begrenzt ist, kann die Temperatur in einem angemessenen Bereich gehalten werden.
Erfindungsgemäß kann der Temperaturgradient zwischen der Fest-Flüssig-Grenzfläche und dem unterkühlten Bereich bei ca. 12 bis 16 U/Min. minimiert werden. Demzufolge kann man verhindern, dass die Grenzfläche konkav wird.
Außerdem kann eine Drehung des oberen Einkristalles auch die gleiche Wirkung haben wie die Drehung des unteren Tiegels.
Mit anderen Worten, während des erfindungsgemäßen Züchtens des Silizium-Einkristalles kann die Umdrehungsgeschwindigkeit des Silizium-Einkristalles während des Shouldering-Prozesses innerhalb des Bereichs von ca. 12 bis 16 U/Min. eingestellt werden. Bei Bedarf kann die Umdrehungsgeschwindigkeit des die Siliziumschmelze enthaltenden Tiegels innerhalb des Bereichs von ca. 12 bis 16 U/Min. eingestellt werden.
Die 9A bis 9D sind Diagramme, die die Kristallisation entsprechend der grundlegenden Unterkühlung veranschaulichen.
9A veranschaulicht, dass Kristalle in einem Bereich gebildet werden, der weiter unterkühlt ist als die Temperatur der grundlegenden Unterkühlung. 9B veranschaulicht, dass die Kristalle durch zusätzliche Unterkühlung gebildet werden, während die Oberfläche während der Keimbildung der Fest-Flüssig-Grenzfläche zunimmt.
In 9C wird innerhalb der Fest-Flüssig-Grenzfläche ein grundlegender unterkühlter Bereich gebildet und die Kristallisation tritt in diesem Bereich auf. Während die Konzentration zunimmt, nimmt immer mehr von dem unterkühlten Bereich durch die Fest-Flüssig-Grenzfläche ab. Somit tritt in der Mitte des Einkristalles eine Verlagerung auf.
Unter Bezugnahme auf 9D gilt: wenn die Wachstumsrate derart kontrolliert wird, dass die Fest-Flüssig-Grenzfläche in einem vorbestimmten Abstand zu dem grundlegenden unterkühlten Bereich angeordnet wird, kann eine durch die Temperatur verursachte Variation reduziert werden.
Wenn die Konzentration zunimmt, kann sich der grundlegende unterkühlte Bereich ausdehnen.
Wenn die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles durch Erhöhen der Drehzahl des Tiegels auf ca. 16 U/Min. oder mehr erhöht wird, wenn ein grundlegender unterkühlter Bereich vorhanden ist, wird die latente Wärme der Verfestigung auf die Siliziumschmelze übertragen, um den unterkühlten Bereich der Fest-Flüssig-Grenzfläche zu reduzieren.
Wenn insbesondere der Temperaturgradient zwischen dem grundlegenden unterkühlten Bereich und der Fest-Flüssig-Grenzfläche zunimmt, und wenn sich ein Temperaturbereich für die Kristallisation erweitert, wird die Kristallisation des grundlegenden unterkühlten Bereichs weiter beschleunigt.
Wenn außerdem die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles durch Senken der Drehzahl des Tiegels auf ca. 12 U/Min. oder weniger reduziert wird, befindet sich die Fest-Flüssig-Grenzfläche an einem unteren Abschnitt des grundlegenden unterkühlten Bereichs.
Das heißt, wenn der grundlegende unterkühlte Bereich, der eine ausreichend niedrigere Temperatur besitzt als die Fest-Flüssig-Grenzfläche, die Kante der Fest-Flüssig-Grenzfläche berührt oder in der Fest-Flüssig-Grenzfläche enthalten ist, kann aufgrund der Gitterfehlanpassung Polykristallisation auftreten.
Somit kann die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles kontrolliert werden, um einen geeigneten Widerstand zu erhalten, indem man die Drehzahl des Tiegels in dem Bereich von ca. 12 bis ca. 16 U/Min. einstellt.
Da ein Dotierstoff mit niedrigem Schmelzpunkt im allgemeinen hoch volatil ist, hat der Mittelpunkt des Silizium-Einkristalles den niedrigsten Widerstand. Demzufolge tritt Polykristallisation aufgrund der grundlegenden Unterkühlung in der Mitte auf und verursacht dadurch eine Verlagerung.
Um die durch die grundlegende Unterkühlung verursachte Verlagerung zu reduzieren, kann die Veränderung des Widerstandes in radialer Richtung weniger als ca. 15%, vorzugsweise weniger als ca. 10% betragen.
Zu diesem Zweck muss der Temperaturgradient zwischen der Fest-Flüssig-Grenzfläche und dem grundlegenden unterkühlten Bereich in radialer Richtung reduziert werden.
Während die Gesamttemperatur zunimmt, wird die Wärmeenergie des Dotierstoff mit niedrigem Schmelzpunkt, der dem Silizium-Einkristall zugesetzt wird, pufferartig reduziert, wodurch eine durch Wärmebeanspruchung verursachte Verlagerung verhindert wird.
Erfindungsgemäß kann die Drehzahl des Tiegels innerhalb des Bereichs von ca. 12 bis ca. 16 U/Min. kontrolliert werden.
Um die grundlegende Unterkühlung entsprechend der Veränderung des Widerstandes zu reduzieren und um die Grenzfläche zu kontrollieren, muss außerdem die Verflüchtigungsrate kontrolliert werden.
Somit kann die durch die Veränderung des Widerstandes verursachte Differenz der grundlegenden Unterkühlung erfindungsgemäß minimiert werden, indem man das Verhältnis von Inertgasmenge zu Druck einer Kammer auf 1,5 oder weniger und den Druck auf ca. 100 Torr oder mehr einstellt.
Bei Bedarf kann der Druck in dem Bereich von ca. 100 bis ca. 10.000 Torr liegen.
10 ist ein Schaubild, das den Widerstand in Bezug auf das Wachstum eines Silizium-Einkristalles veranschaulicht.
Der Widerstand der ”Schulter” nimmt im Laufe der Zeit zu, da sich die Verflüchtigungsrate aufgrund der Temperaturveränderung entsprechend der Position verändert.
Da die Siliziumschmelze aufrechterhalten wird, indem man Wärme aus einer externen Wärmequelle auf das Silizium-Einkristallwachstum anwendet, hat die Mitte der Siliziumschmelze eine niedrigere Temperatur als jede andere Position.
Aus einer Draufsicht auf die Fest-Flüssig-Grenzfläche ist die Temperatur in konzentrischen Kreisen verteilt. Die Höhe der Verflüchtigung bei jeder Temperatur kann durch Messen der Veränderung des Widerstandes in Bezug auf den Durchmesser der zunehmenden ”Schulter” bestimmt werden.
Insbesondere wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine konkave, zu der Siliziumschmelze hin gebogene Form hat, tritt Diffusion mit einer höheren Konzentration von der Mitte der ”Schulter” zu den Kanten der ”Schulter” mit einer niedrigeren Konzentration auf. Demzufolge nimmt die Konzentration der Mitte entsprechend der Länge des Silizium-Einkristalles oder der Zeit zu.
Wie in 10 veranschaulicht gilt: wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine konkave Form besitzt, nimmt der Widerstand in der Mitte zu. Wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine planare Form hat, bleibt der Widerstand konstant.
Aufgrund dieser Wirkung gilt: wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine konkave Form hat, nimmt die Veränderung des radialen Widerstandsgradienten (RRG) ab. Wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche konvexer wird, nimmt der RRG zu.
Außerdem kann die Zunahme des RRG auf ca. 15% oder weniger eingestellt werden.
Als solcher kann der RRG des Silizium-Einkristalles in dem Bereich von ca. 1 bis ca. 15% liegen.
11 ist ein Diagramm, das die Veränderung des Widerstandes in Bezug auf die horizontale Wachstumslänge einer ”Schulter” veranschaulicht.
Wie in 11 veranschaulicht, variiert die Verflüchtigungsrate entsprechend der Temperaturdifferenz in Bezug auf die Position in der Siliziumschmelze. Demzufolge kann der Widerstand umgekehrt ansteigen.
Insbesondere wenn die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine konkave Form hat, steigt der Widerstand in der Mitte, wenn die Konzentration durch Diffusion variiert.
Wie in 11 veranschaulicht, zeigt sich die Temperaturdifferenz, die einen Anstieg des Widerstandes verursacht, in Intervallen von durchschnittlich ca. 10 bis ca. 15%.
Für die Kontrolle bzw. Einstellung wie oben beschrieben, muss die Drehzahl des Tiegels erfindungsgemäß innerhalb des Bereichs von ca. 12 bis 16 U/Min. eingestellt werden. Das Wachstum eines hochreinen Silizium-Einkristalles muss durch Minimieren der Temperatur erfolgen.
Während des Shouldering-Prozesses des erfindungsgemäßen Silizium-Einkristall-Wachstumprozesses nimmt der Widerstand der Fest-Flüssig-Grenzfläche in dem Silizium-Einkristall zu. Vorzugsweise kann die Erhöhung des Widerstandes derart kontrolliert werden, dass sich die Temperaturdifferenz in Intervallen von durchschnittlich ca. 10 bis ca. 15% zeigt.
Um die durch die grundlegende Unterkühlung verursachte Verlagerung zu reduzieren, können die Wachstumsrate und der Widerstand außerdem optimiert werden.
Insbesondere die Fest-Flüssig-Grenzfläche muss in dem Anfangsstadium des Körperwachstumsprozesses, in dem sich die Fest-Flüssig-Grenzfläche rasch verändert, gleichförmig aufrechterhalten werden, z. B. bei einer Verfestigungsrate von 25% oder weniger, um die durch die grundlegende Unterkühlung verursachte Verlagerung zu reduzieren.
12 veranschaulicht das Verhältnis zwischen Wachstumsrate und Widerstand.
Wie in 12 veranschaulicht, verändert sich die Fest-Flüssig-Grenzfläche rasch bei einer Verfestigungsrate von 25% oder weniger; der Gradient der Wachstumsrate muss erhöht werden.
Auf der Basis dieser Ergebnisse muss der Gradient der Wachstumsrate auf ca. 0,1 bis ca. 0,3 mm/Min. reduziert werden. Wenn der Widerstand abnimmt, nimmt der Gradient zu.
Während des erfindungsgemäßen Silizium-Einkristallwachstums kann die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles in dem Anfangsstadium des Körperwachstumsprozesses einen negativen Gradienten aufweisen. Das Anfangsstadium des Körperwachstumsprozesses kann als Verfestigungsrate von 25% oder weniger definiert sein. Die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles kann innerhalb des Bereichs von ca. 0,1 bis 0,3 mm/Min. eingestellt sein.
13 ist ein Schaubild, das den Gradienten der Wachstumsrate in Bezug auf den Widerstand, d. h. die Wachstumsrate entsprechend dem Widerstand bei einer Verfestigungsrate von 25% oder weniger, veranschaulicht.
Wie in 13 veranschaulicht, gilt: wenn der Widerstand abnimmt, hat die Wachstumsrate einen negativen Gradienten. Andererseits hat die Wachstumsrate einen positiven Gradienten, wenn der Widerstand zunimmt.
Wenn sich die Wachstumsrate innerhalb des oben beschriebenen Bereichs befindet, kann die Fest-Flüssig-Grenzfläche eine planare Form haben.
Das heißt, bei einem Widerstand von ca. 0,005 oder größer, kann der Silizium-Einkristall wachsen, auch wenn der Anstieg der Wachstumsrate nicht in dem oben beschriebenen Bereich liegt. Doch ihre Ergiebigkeit kann leicht abnehmen.
Insbesondere wenn die Wachstumsrate einen positiven Gradienten aufweist, kann der Silizium-Einkristall selbst nach einem Wechsel des Gradienten von positiv zu negativ wachsen.
Doch wenn die Wachstumsrate einen negativen Gradienten aufweist, wächst der Silizium-Einkristall nach einem Wechsel des Gradienten von negativ zu positiv nicht.
Somit zeigt eine enge Bandbreite dieses Gradienten einen Punkt an, an dem der positive und der negative Gradient sich treffen. Der negative Gradient variiert innerhalb von ca. 10 bis 20% und der positive Gradient variiert innerhalb von 5 bis 10%.
Wie oben beschrieben, gilt: während des Körperwachstumsprozesses des erfindungsgemäßen Silizium-Einkristall-Wachstumsprozesses kann die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles einen negativen Gradienten und einen positiven Gradienten aufweisen. Der negative Gradient kann innerhalb von ca. 10 bis 20% variieren und der positive Gradient kann innerhalb von ca. 5 bis 10% variieren.
Im Hinblick darauf können die Variationsbreiten des negativen und positiven Gradienten auf einen Punkt angewendet werden, an dem sich der Gradient der Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles von negativ zu positiv ändert.
Gemäß dem Verfahren können die Herstellungskosten somit reduziert werden, indem man die Menge des relativ teuren Dotierstoffmaterials durch Minimieren der Menge an Dotierstoff reduziert, um den gewünschten Widerstand zu erreichen, und indem man die Höhe der Verflüchtigung des Dotierstoffes durch Erhöhen des Druckes nach dem Dotieren reduziert.
Zusätzlich kann durch Verflüchtigung des Dotierstoffes verursachte Kontamination wirkungsvoll verhindert werden und die Ergiebigkeit des Silizium-Einkristalles kann erhöht werden, indem man den Inertgasgehalt zusätzlich zu der Erhöhung des Drucks anpasst.
Darüberhinaus kann die Ergiebigkeit des Silizium-Einkristalles durch Reduzieren der Höhe der Verflüchtigung des Dotierstoffes erhöht werden, indem man den Inertgasgehalt kontrolliert, wenn die Verflüchtigungsrate des Dotierstoffes aufgrund der Senkung der Menge der Siliziumschmelze beschleunigt wird.
Die Merkmale, Strukturen und Auswirkungen und dergleichen, die in den Ausführungsarten beschrieben sind, sind in mindestens einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung enthalten, und sind nicht zwangsläufig auf eine Ausführungsart begrenzt. Außerdem können die in jeder Ausführungsart vorhandenen Merkmale, Strukturen und Auswirkungen durch die Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich die Ausführungsarten beziehen, kombiniert oder in anderen Ausführungsarten verändert werden. Daher sind Inhalte in Bezug auf die Kombination und Änderung so auslegen, dass sie in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Es wird den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Änderungen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass man sich dadurch von dem Erfindungsgedanken oder Schutzbereich der Erfindung entfernt. Somit ist beabsichtigt, dass sich die vorliegende Erfindung auch auf die Änderungen und Variationen dieser Erfindung bezieht, vorausgesetzt, dass diese unter den Schutzbereich der angehängten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

Claims

Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalles, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Herstellen einer Siliziumschmelze; Zusetzen eines Dotierstoffes mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als der der Siliziumschmelze zu der Siliziumschmelze; und Züchten eines Silizium-Einkristalles aus der Siliziumschmelze, der der Dotierstoff zugesetzt wurde, in der Reihenfolge eines ”Halses”, einer ”Schulter” und eines ”Körpers”, wobei beim Züchten des Silizium-Einkristalles eine Länge des Halses auf 35 bis 45 cm eingestellt und ein Verhältnis von Inertgasmenge zu Druck einer Kammer auf 1,5 oder weniger eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einstellung des Verhältnisses von Inertgasmenge zum Druck einer Kammer bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles ab dem Wachstum der Schulter angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Silizium-Einkristalles in dem Bereich von ca. 12 bis 16 U/Min. liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles eine Umdrehungsgeschwindigkeit eines die Siliziumschmelze enthaltenden Tiegels in dem Bereich von 12 bis 16 U/Min. liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles eine Fest-Flüssig-Grenzfläche des Silizium-Einkristalles derart kontrolliert wird, dass sie zwischen der Mitte der Fest-Flüssig-Grenzfläche und einem Kantenabschnitt der Fest-Flüssig-Grenzfläche eine Stufendifferenz von 20% oder weniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Kontrolle der Stufendifferenz der Fest-Flüssig-Grenzfläche bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles in einem späten Stadium des Wachstums der ”Schulter” angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein radialer Widerstandsgradient (RRG) des Silizium-Einkristalles bei der Züchtung des Silizium-Einkristalles in dem Bereich von 1 bis 15% liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Widerstand in der Fest-Flüssig-Grenzfläche des Silizium-Einkristalles zunimmt, und die Zunahme des Widerstandes kontrolliert wird, so dass sich die den Widerstandsanstieg verursachende Temperaturdifferenz bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles in Intervallen von durchschnittlich ca. 10 bis ca. 15% zeigen kann.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Kontrolle der Zunahme des Widerstandes bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles auf das Wachstum der ”Schulter” angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles in einem Anfangsstadium des Wachstums des ”Körpers” bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles einen negativen Gradienten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei Anfangsstadium des Wachstums des ”Körpers” einer Verfestigungsrate von 25% oder weniger entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles auf 0,1 bis 0,3 mm/Min. reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles während des Wachstums des ”Körpers” einen negativen Gradienten und einen positiven Gradienten aufweist, wobei der negative Gradient bei dem Züchten des Silizium-Einkristalles innerhalb von 10 bis 20% variiert, und der positive Gradient innerhalb von 5 bis 10% variiert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Variationsbreiten des negativen und positiven Gradienten auf einen Punkt angewendet werden, an dem der Gradient der Wachstumsrate des Silizium-Einkristalles von negativ zu positiv wechselt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Druck einer Kammer in dem Bereich von 100 Torr bis 10.000 Torr liegt.