DE112021006295T5

DE112021006295T5 - Verfahren zur züchtung von siliziumeinkristallen

Info

Publication number: DE112021006295T5
Application number: DE112021006295.6T
Authority: DE
Inventors: Takashi Izeki; Yasuhito Narushima
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2023-09-21
Also published as: US20240003044A1; CN116670338A; KR20230092011A; WO2022118922A1; JPWO2022118922A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Hochziehen von monokristallinem Silizium aus einer mit Dotierstoff versetzten Schmelze, wobei ein Dotierstoff zu einer Siliziumschmelze hinzugefügt wird, und Züchten des monokristallinen Siliziums nach dem Czochralski-Verfahren, wobei das monokristalline Silizium gezüchtet wird, indem ein kritischer CV-Wert berechnet wird, der ein Produkt aus einer Dotierstoffkonzentration C und einer Ziehgeschwindigkeit V zu einem Zeitpunkt ist, zu dem ein abnormales Wachstum in dem monokristallinen Silizium aufgetreten ist; und mindestens einer der Dotierstoffkonzentration C oder der Ziehgeschwindigkeit V gesteuert wird, um einen CV-Wert, der ein Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V zu dem Zeitpunkt ist, unter den kritischen CV-Wert zu bringen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium.
STAND DER TECHNIK
Bisher war ein Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium mit niedrigem elektrischem Widerstand nach der Czochralski-Methode (im Folgenden als „CZ-Methode“ abgekürzt) bekannt, bei dem einer Siliziumschmelze ein flüchtiges Dotiermittel wie roter Phosphor (P), Arsen (As) oder Antimon (Sb) in hoher Konzentration zugesetzt wird (siehe z. B. Patentliteratur 1).
Wird ein solches Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium verwendet, kann der Siliziumschmelze eine große Menge an Dotierstoff zugesetzt werden. Dadurch kann der Grad der Gefrierpunktserniedrigung extrem groß werden, was zu einer konstitutionellen Unterkühlung führt. Der Grad der Gefrierpunktserniedrigung ist der Unterschied zwischen dem Gefrierpunkt einer Siliziumschmelze und dem Gefrierpunkt einer Schmelze mit Dotierstoffzusatz, wobei der Dotierstoff der Siliziumschmelze zugesetzt wird.
Die Bedingungen, unter denen eine konstitutionelle Unterkühlung auftritt, werden im Folgenden als numerische Formel (1) formuliert.

[Numerische Formel 1] $\frac{G}{V} ≦ \frac{m C}{D} \cdot \frac{(1 - k_{0})}{k_{0}}$
In der numerischen Formel (1) bezeichnet G den Temperaturgradienten (K/mm) einer Schmelze unter einer Fest-Flüssig-Grenzfläche, V die Hochziehgeschwindigkeit bzw. Ziehgeschwindigkeit (mm/min), m den Grad der Gefrierpunktserniedrigung (K · cm³/Atome), C die Dotierstoffkonzentration, D den Diffusionskoeffizienten (cm²/sec) und k₀ den Segregationskoeffizienten.
Wenn ein Wert auf der rechten Seite gleich oder größer ist als ein Wert auf der linken Seite in der numerischen Formel (1), tritt konstitutionelle Unterkühlung auf.
Wenn eine konstitutionelle Unterkühlung auftritt, wird ein Bereich, der von der Fest-Flüssig-Grenzfläche entfernt ist, stärker unterkühlt als die Fest-Flüssig-Grenzfläche, und die Erstarrungsrate in dem Bereich, der von der Fest-Flüssig-Grenzfläche entfernt ist, ist ebenfalls höher als an der Fest-Flüssig-Grenzfläche. Wenn in einem solchen Zustand leicht konkave und konvexe Abschnitte an der Fest-Flüssig-Grenzfläche gebildet werden, wächst der Kristall im konvexen Abschnitt schneller, so dass die leicht konkaven und konvexen Abschnitte verstärkt werden und ein abnormales Wachstum (z. B. ein Zellwachstum) verursachen. Das Auftreten des abnormalen Wachstums führt zu einer Versetzung des Einkristalls, wodurch es unmöglich wird, Waferprodukte zu erhalten.
Um das Auftreten des Zellwachstums zu verhindern, wurde ein kritischer Punkt, an dem das Zellwachstum auftritt, durch die Berechnung von G/V (d.h. ein Wert, der sich aus der Division des Temperaturgradienten G der Schmelze unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche durch die Ziehgeschwindigkeit V ergibt) diskutiert, der auf der linken Seite der numerischen Formel (1) steht. Es wurden Maßnahmen ergriffen, um G/V beim Auftreten des Zellwachstums zu erhöhen. Um das Auftreten des anormalen Wachstums zu verhindern, wird der Temperaturgradient G der Schmelze unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche berechnet und die Ziehbedingungen werden zurückgesetzt, um die Ziehgeschwindigkeit V zu verringern.
LITERATURVERZEICHNIS
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2012-1408 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEM(E), DAS/DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL(EN)
Da für die Berechnung des Temperaturgradienten G der Schmelze unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche jedoch tatsächliche Messdaten über die Form der Fest-Flüssig-Grenzfläche benötigt werden, ist die Untersuchung von Verbesserungsbedingungen zeitaufwändig.
In der Patentliteratur 1 wird eine Technik zur Verhinderung einer Versetzung beschrieben, bei der eine kritische Ziehgeschwindigkeit bestimmt wird, um die Ziehgeschwindigkeit V zu verringern. Eine übermäßige Verringerung der Ziehgeschwindigkeit V hat jedoch den Nachteil, dass sich der elektrische Widerstand des monokristallinen Siliziums erhöht.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium bereitzustellen, das in der Lage ist, schnell Ziehbedingungen einzustellen, um das Auftreten eines abnormalen Wachstums zu verhindern, ohne dass der elektrische Widerstand (im Folgenden auch einfach als Widerstand bezeichnet) des monokristallinen Siliziums zunimmt.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS/DER PROBLEME
Bei der Festlegung von Ziehbedingungen wird erfindungsgemäß zur Verhinderung des Auftretens eines anormalen Wachstums ein CV-Wert, der ein Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V ist, als Index zur Bestimmung der Wachstumsbedingungen verwendet. Der Grund (Mechanismus) für die Verwendung des CV-Wertes als Index für die Bestimmung der Wachstumsbedingungen wird nun beschrieben.
Wie oben beschrieben, werden die Bedingungen, unter denen eine konstitutionelle Unterkühlung auftritt, als numerische Formel (1) formuliert. Multipliziert man beide Seiten der numerischen Formel (1) mit der Ziehgeschwindigkeit V, so erhält man die nachstehende numerische Formel (2).

[Numerische Formel 2] $G ≦ \frac{m C}{D} \cdot \frac{(1 - k_{0})}{k_{0}} \cdot V$
Auf der rechten Seite der numerischen Formel (2) sind andere Terme als die Dotierstoffkonzentration C und die Ziehgeschwindigkeit V (d. h. m, D, k₀) jeweils eine Konstante. Daher kann das Auftreten einer konstitutionellen Unterkühlung nur anhand des Produkts aus der Ziehgeschwindigkeit V und der Dotierstoffkonzentration C (d. h. dem CV-Wert) untersucht werden.
Konventionell wurde ein kritischer Punkt, an dem das Zellwachstum auftritt, durch Berechnung von G/V auf der linken Seite der numerischen Formel (1) untersucht. Obwohl die Berechnung von G, d. h. des Temperaturgradienten der Schmelze unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche, tatsächliche Messdaten über die Form der Fest-Flüssig-Grenzfläche erfordert, ermöglicht die Verwendung des CV-Werts als Index eine schnelle und einfache quantitative Diskussion über den kritischen Punkt, an dem das Zellwachstum auftritt.
Ein Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst: Hochziehen bzw. Ziehen von monokristallinem Silizium aus einer mit Dotierstoff versetzten Schmelze, in der ein Dotierstoff zu einer Siliziumschmelze hinzugefügt wird, und Züchten des monokristallinen Siliziums nach dem Czochralski-Verfahren, wobei das monokristalline Silizium gezüchtet wird, indem ein kritischer CV-Wert berechnet wird, der ein Produkt aus einer Dotierstoffkonzentration C und einer Ziehgeschwindigkeit V zu einem Zeitpunkt ist, zu dem ein anormales Wachstum in dem monokristallinen Silizium aufgetreten ist; und mindestens eine von der Dotierstoffkonzentration C oder der Ziehgeschwindigkeit V gesteuert wird, um einen CV-Wert, der ein Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V zu dem Zeitpunkt ist, unter den kritischen CV-Wert zu bringen.
Das Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium gemäß dem Aspekt der Erfindung kann ferner Folgendes umfassen: Berechnen des kritischen CV-Werts; und Zurücksetzen von mindestens einem von Ziehgeschwindigkeitsprofil oder Widerstandsprofil in einer Kristallachsenrichtung, um den CV-Wert unter den berechneten kritischen CV-Wert zu bringen.
Das Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium gemäß dem erfindungsgemäßen Aspekt kann ferner umfassen, dass nach der Berechnung des kritischen CV-Werts und dem Zurücksetzen ein CV-Zielwertprofil erstellt wird, indem ein CV-Zielwert verwendet wird, der den zu diesem Zeitpunkt berechneten kritischen CV-Wert nicht überschreitet.
Bei dem Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium gemäß dem erfindungsgemäßen Aspekt kann das Zurücksetzen die Erzeugung eines modifizierten Ziehgeschwindigkeitsprofils umfassen, das aus einer Ziehgeschwindigkeit besteht, die dem CV-Zielwertprofil entspricht.
Bei der Züchtung von monokristallinem Silizium gemäß dem erfindungsgemäßen Aspekt kann das Zurücksetzen die Erzeugung eines modifizierten Widerstandsprofils umfassen, das aus einem dem CV-Zielwertprofil entsprechenden Widerstand besteht.
Bei dem Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium gemäß dem Aspekt der Erfindung kann die Dotierstoffkonzentration C eine Dotierstoffkonzentration in dem monokristallinen Silizium sein, und die Dotierstoffkonzentration in dem monokristallinen Silizium kann aus einem Widerstandswert des monokristallinen Siliziums berechnet werden, indem ein relativer bzw. relationaler Ausdruck der Dotierstoffkonzentration in dem monokristallinen Silizium und des spezifischen Widerstands des monokristallinen Siliziums verwendet wird.
Der relationale Ausdruck kann Irvin-Kurven sein.
Gemäß dem Aspekt der Erfindung ermöglicht die Verwendung des CV-Wertes als Index für die Einstellung der Ziehbedingungen eine schnelle Einstellung der Ziehbedingungen, ohne dass sich der spezifische Widerstand des monokristallinen Siliziums erhöht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG(EN)

ist eine konzeptionelle Darstellung einer beispielhaften Struktur einer Halbleiterkristallzüchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Züchtungsverfahrens für monokristallines Silizium gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
zeigt ein beispielhaftes Widerstandsprofil, das durch das Züchtungsverfahren für monokristallines Silizium gemäß der beispielhaften Ausführungsform zur Züchtung des monokristallinen Siliziums erzeugt wurde.
zeigt ein beispielhaftes Ziehgeschwindigkeitsprofil, das durch das Züchtungsverfahren von monokristallinem Silizium gemäß der beispielhaften Ausführungsform zur Züchtung des monokristallinen Siliziums erzeugt wird.
zeigt ein beispielhaftes Diagramm, in dem die CV-Werte aufgetragen sind.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Eine bevorzugte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Z ü chten von monokristallinem Silizium, das das Auftreten eines anormalen Wachstums während des Hochziehens von monokristallinem Silizium verhindert, umfasst das Zurücksetzen der (Hoch)ziehbedingungen auf der Grundlage der tatsächlichen Ergebnisse zum Zeitpunkt des Auftretens des anormalen Wachstums.
Unter Berücksichtigung der Parameter (d.h. der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V) in der numerischen Formel (1) wird ein CV-Wert, der ein Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V ist, als Index für die Einstellung der Ziehbedingungen verwendet.
Außerdem eignet sich die Erfindung für die Züchtung von monokristallinem Silizium mit extrem niedrigem Widerstand. Solches monokristallines Silizium hat einen spezifischen Widerstand von 1,3 mΩ·cm oder weniger, wenn der Dotierstoff roter Phosphor ist; einen spezifischen Widerstand von 2,6 mΩ·cm oder weniger, wenn der Dotierstoff Arsen ist; einen spezifischen Widerstand von 20 mΩ·cm oder weniger, wenn der Dotierstoff Antimon ist; und einen spezifischen Widerstand von 1,3 mΩ·cm oder weniger, wenn der Dotierstoff Bor ist.
Einkristallzüchtungsvorrichtung
1 ist eine konzeptionelle Darstellung einer beispielhaften Struktur einer Halbleiterkristallzüchtungsvorrichtung 10, auf die das Verfahren zur Züchtung von monokristallinem Silizium gemäß der beispielhaften Ausführungsform angewendet wird. Die Halbleiterkristallzüchtungsvorrichtung 10 stellt monokristallines Silizium 1 nach dem CZ-Verfahren her.
Die Halbleiterkristallzüchtungsvorrichtung 10 umfasst einen Vorrichtungskörper 11, einen Speicher 12 und eine Steuerung 13. Der Vorrichtungskörper 11 umfasst eine Kammer 21, einen Tiegel 22, ein Heizelement 23, eine Ziehvorrichtung 24, einen Hitzeschild 25, ein Wärmeisolationsmaterial 26 und einen Tiegelantrieb 27. In den Tiegel 22 wird eine mit Dotierstoff versetzte Schmelze MD gefüllt, in der ein Dotierstoff zu einer Siliziumschmelze hinzugefügt wird.
Die Kammer 21 umfasst eine Hauptkammer 31 und eine Ziehkammer 32, die mit einem oberen Teil der Hauptkammer 31 verbunden ist. Ein Gaseinlass 33A, durch den ein Inertgas, wie z. B. Argon (Ar), in die Kammer 21 eingeleitet wird, ist in einem oberen Abschnitt der Ziehkammer 32 vorgesehen. Ein Gasauslass 33B, durch den das Gas in der Kammer 21 durch den Antrieb einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) abgeleitet wird, ist in einem unteren Teil der Hauptkammer 31 vorgesehen.
Ein durch den Gaseinlass 33A in die Kammer 21 eingeleitetes Inertgas strömt zwischen dem zu züchtenden monokristallinen Silizium 1 und dem Hitzeschild 25 nach unten, strömt durch einen Raum zwischen einem unteren Ende des Hitzeschilds 25 und einer flüssigen Oberfläche der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD, strömt dann zwischen dem Hitzeschild 25 und einer Innenwand des Tiegels 22 und weiter zur Außenseite des Tiegels 22, strömt dann entlang der Außenseite des Tiegels 22 nach unten und wird durch den Gasauslass 33B abgeleitet.
Der Tiegel 22, der in der Hauptkammer 31 angeordnet ist, speichert die mit Dotierstoff versetzte Schmelze MD. Der Tiegel 22 umfasst einen Stütztiegel 41, einen im Stütztiegel 41 untergebrachten Quarztiegel 42 und eine zwischen dem Stütztiegel 41 und dem Quarztiegel 42 angeordnete Graphitplatte 43. Es ist zu beachten, dass die Graphitplatte 43 nicht unbedingt vorhanden sein muss.
Der Stütztiegel 41 besteht z. B. aus Graphit oder kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff. Eine Oberfläche des Stütztiegels 41 kann z. B. mit Siliziumkarbid (SiC) oder pyrolytischem Kohlenstoff beschichtet sein. Der Quarztiegel 42 enthält als Hauptbestandteil Siliziumdioxid (SiO₂). Die Graphitplatte 43 wird beispielsweise aus Blähgraphit hergestellt.
Das Heizelement 23, der außerhalb des Tiegels 22 in einem vorbestimmten Abstand von diesem angeordnet ist, erhitzt die mit Dotierstoff versetzte Schmelze MD im Tiegel 22. Die Ziehvorrichtung 24 umfasst ein Kabel 51 mit einem Ende, an dem ein Impfkristall 2 befestigt ist, und einen Hochziehantrieb 52, der zum Anheben, Absenken und Drehen des Kabels 51 konfiguriert ist.
Mindestens eine Oberfläche des Hitzeschilds 25 ist aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet. Der Hitzeschild 25 wird bei der Züchtung des monokristallinen Siliziums 1 um das monokristalline Silizium 1 herum angebracht. Der Hitzeschild 25 schirmt das zu züchtende monokristalline Silizium 1 vor der Strahlungswärme der im Tiegel 22 gelagerten, mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD, des Heizelements 23 und einer Seitenwand des Tiegels 22 ab. Der Hitzeschild 25 verhindert auch die Wärmediffusion nach außen von einer Fest-Flüssig-Grenzfläche (d. h. einer Grenzfläche, an der ein Kristall wächst) und ihrer Umgebung. Somit dient der Hitzeschild 25 dazu, den Temperaturgradienten eines zentralen Teils und eines äußeren Umfangsteils des monokristallinen Siliziums 1 in Richtung der Zieh-Achse zu steuern.
Das im Wesentlichen zylindrische Wärmeisolationsmaterial 26 ist aus einem Kohlenstoffmaterial (z. B. Graphit) hergestellt. Das Wärmeisoliermaterial 26 ist außerhalb des Heizelements 23 in einem vorbestimmten Abstand davon angeordnet. Der Tiegelantrieb 27, der eine Tragwelle 53 umfasst, die den Tiegel 22 von unten stützt, dreht, hebt und senkt den Tiegel 22 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit.
Der Speicher 12 speichert verschiedene Informationen, die für die Züchtung des monokristallinen Siliziums 1 erforderlich sind. Beispiele für die verschiedenen Informationen sind eine Gasdurchflussrate von Ar-Gas in der Kammer 21, ein Ofeninnendruck der Kammer 21, die dem Heizelement23 zugeführte elektrische Leistung, eine Drehgeschwindigkeit des Tiegels 22, eine Drehgeschwindigkeit des monokristallinen Siliziums 1 und eine Position des Tiegels 22. Der Speicher 12 speichert außerdem beispielsweise ein Widerstandsprofil und ein Ziehgeschwindigkeitsprofil.
Die Steuerung 13 steuert die einzelnen Komponenten auf der Grundlage der verschiedenen im Speicher 12 gespeicherten Informationen und der Bedienung durch den Benutzer und stellt so das monokristalline Silizium 1 her.
Züchtungsverfahren für monokristallines Silizium
Nachfolgend wird ein Beispiel für das Züchtungsverfahren von monokristallinem Silizium gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf ein in 2 gezeigtes Flussdiagramm beschrieben. In der beispielhaften Ausführungsform ist als Beispiel ein Fall dargestellt, in dem das monokristalline Silizium 1 mit einem Produktdurchmesser von 200 mm hergestellt wird. Der Produktdurchmesser ist jedoch nicht auf diesen Wert beschränkt.
Weitere Beispiele für flüchtige Dotierstoffe, die hinzugefügt werden können, sind roter Phosphor (P), Arsen (As) und Antimon (Sb). Die Arten des flüchtigen Dotierstoffs sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Wie im Flussdiagramm in 2 gezeigt, umfasst das Züchtungsverfahren für monokristallines Silizium einen Schritt S1 zur Einstellung der Ziehbedingung, einen Schritt S2 zur Züchtung eines Einkristalls, einen Schritt S3 zur Bestimmung des anormalen Wachstums, einen Schritt S4 zur Berechnung des kritischen CV-Werts, einen Schritt S5 zur Erstellung eines CV-Zielwertprofils, einen Schritt S6 zum Zurücksetzen der Ziehbedingung und einen Schritt S7 zur Züchtung eines modifizierten Einkristalls, die in dieser Reihenfolge ausgeführt werden.
Der Schritt S1 zur Einstellung der Ziehbedingungen umfasst einen Schritt S1A zur Erstellung eines Widerstandsprofils und einen Schritt S1B zur Erstellung eines Ziehgeschwindigkeitsprofils. Die Ziehbedingungen umfassen mindestens eines der folgenden Elemente: das Ziehgeschwindigkeitsprofil, das geplante Werte einer Ziehgeschwindigkeit aufweist, oder das Widerstandsprofil, das geplante Werte eines Widerstands in einer Kristallachsenrichtung aufweist.
Wenn eine Widerstandsverteilung in Richtung der Kristallachse vom Ofeninnendruck oder der Durchflussmenge des im Ofen strömenden Inertgases abhängt, ist eine Änderung des Ofeninnendrucks oder der Durchflussmenge des Inertgases in einer Änderung des Widerstandsprofils enthalten.
Im Schritt S1A der Erstellung des Widerstandsprofils wird das Widerstandsprofil auf der Grundlage von Ziel-Widerstandswerten erstellt.
zeigt ein beispielhaftes Widerstandsprofil, das durch das Züchtungsverfahren für monokristallines Silizium gemäß der beispielhaften Ausführungsform zur Züchtung des monokristallinen Siliziums erzeugt wird. In 3 stellt eine Abszissenachse die Erstarrungsrate (%) und eine Ordinatenachse den spezifischen Widerstand dar. Die Erstarrungsrate bezieht sich auf die Rate des heraufgezogenen Gewichts des monokristallinen Siliziums im Verhältnis zur Menge des in den Schmelztiegel eingefüllten Siliziummaterials.
Das Widerstandsprofil wird auf der Grundlage von Ziel-Widerstandswerten eines geraden Körpers des monokristallinen Siliziums 1 erstellt. Der Zielwiderstand des geraden Körpers des monokristallinen Siliziums 1 kann bei Verwendung von rotem Phosphor als Dotierstoff in einem Bereich von 0,5 mΩ cm bis 1,3 mΩ cm festgelegt werden. Das monokristalline Silizium mit einem solchen spezifischen Widerstand wird als monokristallines Silizium mit ultraniedrigem spezifischen Widerstand bezeichnet.
Vor dem (Hoch)ziehen des monokristallinen Siliziums 1 kann das Widerstandsprofil, unter Berücksichtigung, z. B. der Dotierstoffkonzentration in der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD zu Beginn des (Hoch)ziehens des monokristallinen Siliziums 1, einer Abnahme der Dotierstoffkonzentration in der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD aufgrund der Verdampfung des Dotierstoffs aus der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD und einer Zunahme der Dotierstoffkonzentration in der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD aufgrund des Segregationsphänomens, das mit dem Fortschreiten des (Hoch)ziehens des einkristallinen Siliziums 1 einhergeht, berechnet werden.
Des Weiteren kann die Genauigkeit der Widerstandsprofilberechnung dadurch verbessert werden, dass auf der Grundlage des berechneten Widerstandsprofils eine Widerstandsverteilung in Längsrichtung des heraufgezogenen monokristallinen Siliziums 1 gemessen und das Messergebnis in die Widerstandsprofilberechnung zurückgeführt wird.
Im Schritt S1B zur Erstellung des Ziehgeschwindigkeitsprofils wird das Ziehgeschwindigkeitsprofil auf der Grundlage des Widerstandsprofils erstellt, das im Schritt S1A zur Erstellung des Widerstandsprofils erstellt wurde.
Das Ziehgeschwindigkeitsprofil enthält Informationen über die Ziel-Ziehgeschwindigkeiten, die für den geraden Körper des monokristallinen Siliziums 1 erreicht werden sollen. 4 zeigt ein beispielhaftes Ziehgeschwindigkeitsprofil, das durch das Züchtungsverfahren für monokristallines Silizium gemäß der beispielhaften Ausführungsform zur Züchtung des monokristallinen Siliziums erstellt wurde. In 4 stellt eine Abszissenachse die Erstarrungsrate (%) und eine Ordinatenachse die Ziehgeschwindigkeit dar.
Das Profil der Ziehgeschwindigkeit kann z. B. durch Einstellung von acht Ziehgeschwindigkeiten entsprechend der Länge des geraden Körpers erstellt werden. In dem in gezeigten Beispiel ist die Ziehgeschwindigkeit bis zu einer Erstarrungsrate von 40% relativ hoch eingestellt und wird mit zunehmender Länge des geraden Körpers (d. h. mit zunehmender Erstarrungsrate) allmählich niedriger eingestellt.
Im Schritt S1 zur Einstellung der Ziehbedingungen werden nicht nur das Widerstandsprofil und das Ziehgeschwindigkeitsprofil erstellt, sondern auch die Züchtungsbedingungen für das monokristalline Silizium 1 festgelegt. Beispiele für die Züchtungsbedingungen des monokristallinen Siliziums 1 sind die Sauerstoffkonzentration im monokristallinen Silizium 1, die Gasdurchflussrate von Ar-Gas, der Ofeninnendruck, die Drehgeschwindigkeit des Tiegels 22, die Drehgeschwindigkeit des monokristallinen Siliziums 1 und die Position des Tiegels 22.
Die Steuerung 13 speichert die eingestellten Ziehbedingungen und dergleichen im Speicher 12. Die Steuerung 13 liest das Ziehgeschwindigkeitsprofil und ähnliches aus dem Speicher 12 aus und führt jeden Schritt auf der Grundlage des gelesenen Ziehgeschwindigkeitsprofils und ähnliches aus.
Im Schritt S2 der Einkristallzüchtung steuert die Steuerung 13 zunächst eine Stromversorgungseinrichtung (nicht dargestellt), die das Heizelement 23 mit elektrischer Energie versorgt, um den Tiegel 22 zu erhitzen und das Siliziummaterial und das Dotiermittel im Tiegel 22 zu schmelzen, um die mit Dotiermittel versetzte Schmelze MD zu erzeugen.
Als Nächstes leitet die Steuerung 13 Ar-Gas mit einer vorbestimmten Durchflussmenge durch den Gaseinlass 33A in die Kammer 21 ein und lässt durch Steuerung einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) das Gas in der Kammer 21 durch den Gasauslass 33B ab, um den Druck in der Kammer 21 zu verringern, wodurch das Innere der Kammer 21 in einer inerten Atmosphäre unter vermindertem Druck gehalten wird.
Dann steuert die Steuerung 13 den Hochziehantrieb 52, um das Kabel 51 abzusenken und den Impfkristall 2 in die mit Dotierstoff versetzte Schmelze MD zu tauchen.
Anschließend steuert die Steuerung 13 den Tiegelantrieb 27, um den Tiegel 22 in eine vorgegebene Richtung zu drehen, und steuert den Hochziehantrieb 52, um das Kabel 51 hochzuziehen, während das Kabel 51 in eine vorgegebene Richtung gedreht wird, wodurch das monokristalline Silizium 1 gezüchtet wird. Insbesondere wird das monokristalline Silizium 1 in der Reihenfolge eines Halses 3, einer Schulter, eines geraden Körpers und eines Endes gezüchtet.
Anschließend steuert die Steuerung 13 den Hochziehantrieb 52, um das Ende des monokristallinen Siliziums 1 von der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD zu trennen. Dann steuert die Steuerung 13 den Hochziehantrieb 52, um das Kabel 51 weiter hochzuziehen und das von der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD getrennte monokristalline Silizium 1 zu kühlen.
Nachdem bestätigt wurde, dass das gekühlte monokristalline Silizium 1 in der Ziehkammer 32 untergebracht ist, wird das monokristalline Silizium 1 aus der Ziehkammer 32 entnommen.
Im Schritt S3 zur Bestimmung des anormalen Wachstums wird festgestellt, ob in dem entnommenen monokristallinen Silizium 1 ein Zellwachstum aufgetreten ist oder nicht. Das monokristalline Silizium, in dem das Zellwachstum aufgetreten ist, kann leicht polykristallisiert werden, da ein Phänomen, bei dem die Siliziumschmelze lokal in Form von Dendriten verfestigt wird, auf einer Oberfläche verursacht wird, auf der das monokristalline Silizium gewachsen ist (d.h. die Fest-Flüssig-Grenzfläche, an der die Siliziumschmelze im Tiegel verfestigt wird, um kristallisiert zu werden).
Ob das Zellwachstum im monokristallinen Silizium 1 stattgefunden hat, kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass ein Teil des Kristalls mit oder in der Nähe der Versetzung vertikal geteilt wird, die vertikal geteilte Oberfläche einem selektiven Ätzen unterzogen wird und anschließend die Oberfläche mit einem optischen Mikroskop bei einer 50-fachen Vergrößerung beobachtet wird. In einem Teil, in dem das Zellwachstum stattgefunden hat, werden lineare polykristalline Bereiche beobachtet, die sich leicht in einer wesentlichen Wachstumsrichtung erstrecken.
Wenn kein Zellwachstum auftritt (Nein), kehrt das Verfahren zum Schritt S1 zur Einstellung der Ziehbedingungen zurück und fährt mit der Züchtung des monokristallinen Siliziums 1 fort. Zu diesem Zeitpunkt kann im Schritt S1 zur Einstellung der Ziehbedingungen ein neues Widerstandsprofil oder ähnliches erstellt werden, oder es kann dasselbe Profil bzw. dieselben Profile verwendet werden, um die Züchtung des monokristallinen Siliziums 1 fortzusetzen. Der Tiegel 22 wird vorzugsweise gewechselt, aber die Züchtung des monokristallinen Siliziums 1 kann auch mit unverändertem Tiegel 22 fortgesetzt werden.
Wenn das Zellwachstum eingetreten ist (Ja), wird der unten beschriebene Schritt S4 zur Berechnung des kritischen CV-Werts ausgeführt.
Im Berechnungsschritt S4 für den kritischen CV-Wert wird der CV-Wert (kritischer CV-Wert), der ein Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V zu einem Zeitpunkt ist, zu dem das Zellwachstum auftrat, berechnet und ein Profil des kritischen CV-Werts durch Auftragen einer Vielzahl kritischer CV-Werte erstellt. „Ein Zeitpunkt“ bedeutet hier wörtlich „dieser Moment“. Ferner kann „ein Zeitpunkt“ auch als Erstarrungsrate ausgedrückt werden. Wenn beispielsweise das Zellwachstum bei einer Erstarrungsrate von X% auftritt, ist der zu berechnende kritische CV-Wert ein kritischer CV-Wert bei der Erstarrungsrate von X%.
Dabei bezieht sich der Zeitpunkt des Zellwachstums auf einen Zeitpunkt, an dem das Zellwachstum an der Fest-Flüssig-Grenzfläche auftritt, an der die Schmelze im Tiegel erstarrt, um während des Kristallwachstums kristallisiert zu werden. Der kritische CV-Wert bezieht sich auf das Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V zum Zeitpunkt des Zellwachstums an der Fest-Flüssig-Grenzfläche, an der die Schmelze im Tiegel erstarrt ist, um während des Kristallwachstums zu kristallisieren.
Die kritischen CV-Werte werden in einer Längsrichtung des monokristallinen Siliziums 1 berechnet. Die Anzahl der zu berechnenden kritischen CV-Werte kann von der Länge des geraden Körpers oder einer Position abhängen, an der das Zellwachstum stattgefunden hat. Im Schritt S4 der Berechnung der kritischen CV-Werte wird auch die Position erfasst, an der das Zellwachstum stattgefunden hat.
Die Dotierstoffkonzentration C ist eine Dotierstoffkonzentration im monokristallinen Silizium. Die Dotierstoffkonzentration im monokristallinen Silizium 1 kann aus einem Widerstandswert des monokristallinen Siliziums berechnet werden, indem ein relationaler Ausdruck für die Dotierstoffkonzentration im monokristallinen Silizium und den spezifischen Widerstand des monokristallinen Siliziums verwendet wird. Als relationaler Ausdruck können Irvin-Kurven, ASTM-Standard F723 oder Ähnliches verwendet werden.
Die Messung des spezifischen Widerstands wird an dem in Form eines Blocks entnommenen monokristallinen Silizium 1 durchgef ü hrt, bevor das monokristalline Silizium am äußeren Umfang geschliffen und in Blöcke geschnitten wird. Alternativ kann die Messung des spezifischen Widerstandes auch nach dem Schneiden des monokristallinen Siliziums 1 in Form eines Barrens in Blöcke oder an einer dem Barren entnommenen Probe durchgeführt werden. Als Messverfahren für den spezifischen Widerstand kann beispielsweise ein Vier-Sonden-Verfahren verwendet werden.
Wenn der Dotierstoff beispielsweise roter Phosphor ist und der spezifische Widerstand 1 mΩ·cm beträgt, kann die Dotierstoffkonzentration C mit 7,4 × 10¹⁹ Atome/cm³ berechnet werden.
Ein Beispiel für die Ermittlung der Dotierstoffkonzentration C, die den kritischen CV-Wert ausmacht, wird speziell beschrieben. Die Dotierstoffkonzentration C, die den kritischen CV-Wert ausmacht, wird ermittelt, indem zunächst eine Probe aus dem Kristall herausgeschnitten wird, der spezifische Widerstand eines Teils der Probe, in dem das Zellwachstum stattgefunden hat, mit der Vier-Sonden-Methode gemessen wird und aus dem gemessenen spezifischen Widerstand eine Berechnung unter Verwendung des relationalen Ausdrucks für die Verunreinigungskonzentration im Kristall und den spezifischen Widerstand des Kristalls durchgeführt wird.
Ein Verfahren zur Ermittlung der Dotierstoffkonzentration C im monokristallinen Silizium ist nicht auf das obige Verfahren beschränkt. Beispielsweise kann die Dotierstoffkonzentration C direkt aus dem monokristallinen Silizium 1 gemessen werden, sofern dies möglich ist. Als Dotierstoffkonzentration C kann die Dotierstoffkonzentration in der mit Dotierstoff versetzten Schmelze MD anstelle der Dotierstoffkonzentration im monokristallinen Silizium 1 verwendet werden.
Die Ziehgeschwindigkeit V kann aus dem Profil der Ziehgeschwindigkeit berechnet werden.
Die Ziehgeschwindigkeit V muss nicht unbedingt aus dem Ziehgeschwindigkeitsprofil berechnet werden, sondern kann eine tatsächlich gemessene Ziehgeschwindigkeit sein. Die tatsächlich gemessene Ziehgeschwindigkeit kann eine Momentangeschwindigkeit oder eine Durchschnittsgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Zeitraum sein. So kann die Ziehgeschwindigkeit V, die den kritischen CV-Wert darstellt, durch Bestimmung der Ziehgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Zellwachstums aus dem Ziehgeschwindigkeitsprofil oder den Daten der beim Kristallwachstum aufgezeichneten Ziehgeschwindigkeit ermittelt werden.
zeigt eine beispielhafte Grafik, in der CV-Werte aufgetragen sind (Abszissenachse: Erstarrungsrate (%); Ordinatenachse: CV-Wert). Das kritische CV-Wert-Profil ist als durchgezogene Linie dargestellt. Die in der durchgezogenen Linie dargestellten kritischen CV-Werte sind CV-Werte, bei denen das Zellwachstum auftrat.
Aus dem in dargestellten Beispiel geht hervor, dass der kritische CV-Wert von 6,5 × 10¹⁹ allmählich abnimmt.
Im Schritt S5 zur Erstellung eines CV-Zielwertprofils wird ein CV-Zielwertprofil erstellt, indem mehrere CV-Zielwerte (anzustrebende CV-Werte) verwendet werden, die die im Schritt S4 zur Berechnung der kritischen CV-Werte berechneten kritischen CV-Werte nicht überschreiten. Insbesondere wird ein CV-Zielwertprofil beim Auftreten des Zellwachstums mit CV-Werten erstellt, die kleiner sind als die kritischen CV-Werte (tatsächliche Ergebnisse). In ist das CV-Zielwertprofil in einer gestrichelt-gepunkteten Linie dargestellt.
Genauer gesagt kann das CV-Zielwertprofil z. B. dadurch erstellt werden, dass die Ziel-CV-Werte weniger als 90% der kritischen CV-Werte betragen, als das Zellwachstum stattfand.
Wenn die Dotierstoffkonzentration in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Kristall und der Schmelze oder die Kristallwachstumsgeschwindigkeit schwankt, kann der CV-Wert bei Ziel-CV-Werten von gleich oder mehr als 90% der kritischen CV-Werte vorübergehend den kritischen CV-Wert erreichen, um das Zellwachstum im Einkristall und die daraus resultierende Versetzung zu erzeugen. Schwankt dagegen weder die Dotierstoffkonzentration in der Nähe der Grenzfläche zwischen Kristall und Schmelze noch die Kristallwachstumsgeschwindigkeit, können die CV-Zielwerte gleich oder über 90% der kritischen CV-Werte festgelegt werden.
Im CV-Zielwertprofil sind die CV-Zielwerte, die das CV-Zielwertprofil bilden, vorzugsweise gleich oder größer als 50% der kritischen CV-Werte. Bei Ziel-CV-Werten unter 50% der kritischen CV-Werte sinkt die Produktivität deutlich, wenn beispielsweise die Ziehgeschwindigkeit V angepasst wird, was nicht wünschenswert ist. Im CV-Zielwertprofil sind die CV-Zielwerte vorzugsweise gleich oder größer als 80% der kritischen CV-Werte.
Wenn das Zellwachstum beispielsweise bei einer Erstarrungsrate von 57% auftrat und der CV-Wert an diesem Punkt 6 × 10¹⁹ betrug, wird das CV-Zielwertprofil so untersucht, dass der CV-Wert an diesem Punkt gleich oder kleiner als 5,4 × 10¹⁹ ist. In dem in gezeigten Beispiel werden die kritischen CV-Werte, auf die Bezug genommen werden soll, zwar nicht nach der Erstarrungsrate von 57% aufgezeichnet, aber ein Benutzer kann CV-Zielwerte auf der Grundlage einer Tendenz der kritischen CV-Werte bis zur Erstarrungsrate von 57% festlegen.
Das oben beschriebene CV-Zielwertprofil ist lediglich beispielhaft. Wenn die Hemmung des Zellwachstums im Vordergrund steht, kann das CV-Zielwertprofil mit noch kleineren CV-Zielwerten erstellt werden.
Die Erfinder haben ein Verfahren zur Vorhersage eines kritischen Punktes untersucht, an dem das Zellwachstum auftritt, um das Auftreten des Zellwachstums beim Hochziehen des monokristallinen Siliziums 1 zu verhindern. Als Methode zur Vorhersage des kritischen Punktes, an dem das Zellwachstum auftritt, haben die Erfinder eine Methode gefunden, die als Index die kritischen CV-Werte verwendet, wenn das Zellwachstum auftritt. Insbesondere haben die Erfinder erdacht, dass die kritischen CV-Werte als Index für die Einstellung von Ziehbedingungen dienen, um das Auftreten des Zellwachstums zu verhindern, und dass es nur notwendig ist, mindestens eines von Ziehgeschwindigkeitsprofil oder Widerstandsprofil unter Verwendung der kritischen CV-Werte zurückzusetzen.
Das heißt, die Erfinder haben erdacht, dass das Auftreten des Zellwachstums verhindert werden kann, indem die CV-Werte (Ziel-CV-Werte) so untersucht werden, dass sie nicht höher als die kritischen CV-Werte sind, wenn das Zellwachstum auftritt, und indem die Ziehbedingungen festgelegt werden, die die Ziel-CV-Werte erfüllen. Der Grund für die Verwendung der kritischen CV-Werte als Index für die Bestimmung der Ziehbedingungen in dem erfindungsgemäßen Wachstumsverfahren für monokristallines Silizium ist wie oben beschrieben.
Im Schritt S6 zum Zurücksetzen der Ziehbedingungen wird ein modifiziertes Ziehgeschwindigkeitsprofil erstellt, das aus Ziehgeschwindigkeiten V besteht, die dem CV-Zielwertprofil entsprechen, das im Schritt S5 zur Erstellung des CV-Zielwertprofils erstellt wurde. Insbesondere ist das Widerstandsprofil dasselbe wie das im Schritt S1A zur Erstellung des Widerstandsprofils erstellte, und es wird ein modifiziertes Ziehgeschwindigkeitsprofil mit reduzierten Ziehgeschwindigkeiten V erstellt, um die CV-Zielwerte kleiner als die kritischen CV-Werte zu machen.
Wenn beispielsweise der Ziel-CV-Wert an einem Punkt, an dem die Erstarrungsrate 20% beträgt, 5 × 10¹⁹ beträgt und die Dotierstoffkonzentration C auf der Grundlage des spezifischen Widerstands an diesem Punkt (der sich aus dem spezifischen Widerstandsprofil ergibt) 7,4 × 10¹⁹ Atome/cm³ beträgt, kann die Ziehgeschwindigkeit mit 0,68 mm/min berechnet werden. zeigt beispielhaft ein modifiziertes Ziehgeschwindigkeitsprofil in einer gestrichelt-gepunkteten Linie, das auf der Grundlage des CV-Zielwertprofils modifiziert wurde.
Es sollte beachtet werden, dass das Widerstandsprofil nicht notwendigerweise dasselbe ist, wie das im Schritt S1A zur Erstellung des Widerstandsprofils erstellte, und auf der Grundlage der tatsächlichen Ergebnisse beim Auftreten des Zellwachstums geändert werden kann, um das Auftreten des Zellwachstums zu verhindern. Insbesondere kann in dem Schritt S6 zum Zurücksetzen der Ziehbedingung ein modifiziertes Widerstandsprofil erstellt werden, das aus Widerständen besteht, die dem CV-Zielwertprofil entsprechen.
Mit anderen Worten, obwohl das modifizierte Ziehgeschwindigkeitsprofil auf der Grundlage des CV-Zielwertprofils im Schritt S6 zum Zurücksetzen der Ziehbedingung der beispielhaften Ausführungsform erstellt wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Widerstandsprofil kann auf der Grundlage des CV-Zielwertprofils in dem Schritt S6 zum Zurücksetzen der Ziehbedingung modifiziert werden. Die Dotierstoffkonzentration C und der spezifische elektrische Widerstand des monokristallinen Siliziums stehen in einer Eins-zu-Eins-Beziehung. Durch die Änderung des CV-Zielwertprofils wird also die Dotierstoffkonzentration C geändert.
Das heißt, es muss nur mindestens eine der beiden Größen, nämlich die Dotierstoffkonzentration C oder die Ziehgeschwindigkeit V, gesteuert werden, um den CV-Wert unter den kritischen CV-Wert zu bringen.
Im modifizierten Einkristallzüchtungsschritt S7 wird das monokristalline Silizium nach der gleichen Methode wie im Einkristallzüchtungsschritt S2 (hoch)gezogen.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform ermöglicht die Verwendung der CV-Werte als Index für die Einstellung der Ziehbedingungen eine schnellere Einstellung der Ziehbedingungen als die herkömmliche Methode, bei der der Temperaturgradient G der Schmelze unter der Fest-Flüssig-Grenzfläche herangezogen werden muss.
Außerdem kann durch die Berechnung der CV-Zielwerte und die Festlegung von Ziehbedingungen, die den CV-Zielwerten entsprechen, ein Anstieg des spezifischen Widerstands des monokristallinen Siliziums 1 verhindert werden.
Die Dotierstoffkonzentration C, die den CV-Wert bildet, kann mit Hilfe des Widerstandswerts des einkristallinen Siliziums 1, der Irvin-Kurven und dergleichen berechnet werden, wodurch es möglich ist, die Ziehgeschwindigkeit V aus dem CV-Wert genauer zu berechnen, ohne dass es zu einer übermäßigen Abnahme der Ziehgeschwindigkeit V kommt. Es ist somit möglich, eine Erhöhung des spezifischen Widerstands des monokristallinen Siliziums zu verhindern, die andernfalls durch die übermäßige Verringerung der Ziehgeschwindigkeit V verursacht werden könnte.
In der obigen beispielhaften Ausführungsform wird das Widerstandsprofil oder ähnliches erstellt, wobei der Widerstand oder ähnliches der Erstarrungsrate des monokristallinen Siliziums entspricht. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Widerstandsprofil oder dergleichen erstellt werden, bei dem der Widerstand oder dergleichen einer Position in Längsrichtung des monokristallinen Siliziums entspricht, oder ein Widerstandsprofil oder dergleichen, bei dem der Widerstand oder dergleichen einer Position des geraden Körpers entspricht, wobei eine Startposition des geraden Körpers 0% und eine Endposition des geraden Körpers 100% ist.
Die Dotierstoffkonzentration C und der spezifische elektrische Widerstand des monokristallinen Siliziums stehen in einer Eins-zu-Eins-Beziehung. Die Erfindung umfasst daher eine Ausführungsform, bei der anstelle des CV-Wertes, der ein Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V ist, ein Produkt aus dem spezifischen elektrischen Widerstand und der Ziehgeschwindigkeit verwendet wird.
ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZEICHEN
1...monokristallines Silizium, 10...Halbleiterkristallzüchtungsvorrichtung, 11...Vorrichtungskörper, 12...Speicher, 13...Steuerung, 21...Kammer, 22...Tiegel, 23... Heizelement, 24...Ziehvorrichtung, 25... Hitzeschild, 26... Wärmeisolationsmaterial, 27...Tiegelantrieb, 33A...Gaseinlass, 33B...Gasauslass, C...Dotierstoffkonzentration, V....Ziehgeschwindigkeit, MD...mit Dotierstoff versetzte Schmelze, S1...Schritt zum Einstellen der Ziehbedingungen, S2...Schritt zur Bestimmung des anormalen Wachstums, S3...Schritt zur Berechnung des kritischen CV-Werts, S5...Schritt zur Erstellung eines CV-Zielwertprofils, S6...Schritt zum Zurücksetzen der Ziehbedingungen, S7...Schritt zum modifizierten Einkristallwachstum
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 20121408 A [0009]

Claims

Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium, umfassend: Hochziehen von monokristallinem Silizium aus einer mit Dotierstoff versetzten Schmelze, in der ein Dotierstoff zu einer Siliziumschmelze hinzugefügt wird, und Züchten des monokristallinen Siliziums gemäß dem Czochralski-Verfahren, wobei das monokristalline Silizium gezüchtet wird, indem ein kritischer CV-Wert berechnet wird, der ein Produkt aus einer Dotierstoffkonzentration C und einer Ziehgeschwindigkeit V zu einem Zeitpunkt ist, zu dem ein anormales Wachstum in dem monokristallinen Silizium aufgetreten ist; und mindestens eine von Dotierstoffkonzentration C oder Ziehgeschwindigkeit V gesteuert wird, um einen CV-Wert, der ein Produkt aus der Dotierstoffkonzentration C und der Ziehgeschwindigkeit V zu dem Zeitpunkt ist, unter den kritischen CV-Wert zu bringen.
Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Berechnung des kritischen CV-Wertes; und Zurücksetzen von mindestens einem von Ziehgeschwindigkeitsprofil oder Widerstandsprofils in einer Kristallachsenrichtung, um den CV-Wert unter den berechneten kritischen CV-Wert zu bringen.
Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium nach Anspruch 2, das ferner umfasst: nach der Berechnung des kritischen CV-Werts und der Durchführung des Zurücksetzens wird ein CV-Zielwertprofil unter Verwendung eines CV-Zielwerts erstellt, der den zu diesem Zeitpunkt berechneten kritischen CV-Wert nicht überschreitet.
Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium nach Anspruch 3, wobei das Zurücksetzen das Erzeugen eines modifizierten Ziehgeschwindigkeitsprofils umfasst, das aus einer Ziehgeschwindigkeit besteht, die dem CV-Zielwertprofil entspricht.
Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Zurücksetzen das Erzeugen eines modifizierten Widerstandsprofils umfasst, das aus einem dem CV-Zielwertprofil entsprechenden Widerstand besteht.
Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dotierstoffkonzentration C eine Dotierstoffkonzentration im monokristallinen Silizium ist, und die Dotierstoffkonzentration im monokristallinen Silizium aus einem Widerstandswert des monokristallinen Siliziums berechnet wird, indem ein relationaler Ausdruck für die Dotierstoffkonzentration im monokristallinen Silizium und den spezifischen Widerstand des monokristallinen Siliziums verwendet wird.