DE19825745A1 - Verfahren zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls

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DE19825745A1
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Toshio Iwasaki
Shin-Ichi Fujimoto
Hiroshi Isomura
Takayoshi Ishida
Michiharu Tamura
Atsuhi Ikari
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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines fehl­ ordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch die Czochralski-Methode. Besonders bezieht sie sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Sili­ cium-Einkristalls, ohne den Verjüngungsvorgang bei der Dash-Methode zu be­ nötigen.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch die Czochralski-Methode (hierin nachstehend als "CZ-Methode" bezeichnet) um­ faßt das Einbringen und Schmelzen von polykristallinem Silicium in einem Tie­ gel, Eintauchen eines Kristallkeims in die Schmelze und Ziehen des Kristall­ keims und Auslösen des Wachstums eines Einkristalls. Bei der Herstellung ei­ nes Einkristalls durch die CZ-Methode verursacht dieser Einkristall die Ent­ wicklung von Fehlordnungen darin, die der thermische Schock (thermische Spannung) verschuldet, der aus dem Kontakt mit der Schmelze entsteht, wenn der Kristallkeim in die Schmelze im frühesten Stadium der Herstellung einge­ taucht wird. Der wachsende Silicium-Einkristall formt sich danach in einen fehlgeordneten Kristall um, es sei denn, der Kristallkeim ist dieser Fehlordnung entzogen.
Die Dash-Methode wurde deshalb als ein Mittel zum Entfernen der Fehl­ ordnung, die in dem Kristallkeim erzeugt wird, erhalten. Die Dash-Methode bewirkt vollkommenes Entfernen der Fehlordnungen aus dem Kristall, bevor der Hauptmasseteil des Kristalls zu wachsen beginnt, durch Ausführen des Verjüngungsvorgangs zur Abnahme des Durchmessers des Kristalls, wodurch dessen Verjüngungsteil, 2 bis 4 mm im Durchmesser, entsteht, um bei einer ho­ hen Ziehgeschwindigkeit in der Nähe von 6 mm/min zu wachsen. Dieser Vor­ gang wird als "Dash's Verjüngung" bezeichnet.
Nachdem die Fehlordnung aus dem Verjüngungsteil entfernt wurde, hatte der Hauptmasseteil des Kristalls dessen Durchmesser, der bis zu einer vorge­ schriebenen Größe vergrößert wurde. Danach wurde der Hauptmasseteil der vorgeschriebenen Länge wachsen gelassen, dann im Durchmesser verengt, um einen Endteil zu bilden, und aus der Schmelze abgetrennt. Der hergestellte Kri­ stall wurde aus der Ziehvorrichtung herausgezogen.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Einkristalls durch den Ausweg des oben beschriebenen Dash-Verjüngungsvorganges kommt es manchmal vor, da das Gewicht des gewachsenen Einkristalls durch den Ver­ jüngungsteil getragen wird, der die schwächste Festigkeit bei dem gesamten, kontinuierlichen Einkristallblockwachstum hat, daß der Verjüngungsteil verse­ hentlich abbricht, während das Wachstum des Kristalls verläuft, und der Hauptmasseteil des Kristalls schließlich in den Tiegel, der die Schmelze enthält, hineinfällt.
Aus der Sicht, das Vorkommen dieses Störfalls einzuschränken, macht JP-A-05043379 ein Verfahren bekannt, das das Bilden eines Verjüngungsteils, der im Durchmesser größer als der Verjüngungsteil, der durch die Dash- Methode gebildet werden würde, ist, und das zwischenzeitliche Entziehen des gewachsenen Kristalls der Fehlordnung umfaßt. Durch dieses Verfahren wird der Verjüngungsteil bei einer Geschwindigkeit im Bereich von 4 bis 6 mm/min gezogen, und das Entfernen der Fehlordnung wird bewirkt, wenn der Verjün­ gungsteil einen feststehenden Durchmesser im Bereich von 4,5 bis 10 mm er­ hält. Das Entfernen der Fehlordnung wird schwierig, wenn der Durchmesser des Verjüngungsteils 10 mm übersteigt.
EP-A-0747512 macht ein Verfahren bekannt, das das Verursachen des Wachstums des Mittelteils und des Unterteils des Verjüngungsteils, der 10 mm im Durchmesser übersteigt, bei einer Geschwindigkeit von weniger als etwa 4,0 mm/min bis die Fehlordnung entfernt ist, umfaßt. Obwohl dieses Verfahren für den Silicium-Einkristall des p⁺-Typs wirksam ist, dessen spezifischer Wider­ stand aufgrund der Dotierung mit Bor 0,1 Ω.cm nicht übersteigt, ist es für den Standard-p⁻-Typ-Kristall oder n-Typ-Kristall nicht wirksam.
US-A-5126113 macht eine Technik zum Verhindern des Brechens des Ver­ jüngungsteils durch zusätzliche Bereitstellung eines Haltemittels zur Verwen­ dung in dem Hauptmasseteil des Kristalls bekannt. Bei dieser Technik wird, nachdem die Fehlordnung im Kristall durch die Dash-Verjüngung entfernt wurde und bevor der Konusteil des Hauptmasseteils des Kristalls anschließend zu wachsen beginnt, der Kristall in der Unterseite des Dash-Verjüngungsteils mit einer Ausbuchtung durch Zunahme des Durchmessers zur Verfügung ge­ stellt. Während des Wachstums des Hauptmasseteils des Kristalls gibt ein me­ chanischer Griff dem heruntergedrückten Teil unter dem ausgebuchteten Teil Halt, um den Hauptmasseteil des Kristalls zu tragen. Im Fall dieser Technik hat der Griff die Möglichkeit, dem Dash-Verjüngungsteil Bruch zuzufügen, wäh­ rend dem Kristall Halt gegegeben wird.
Electrochemical Society Proceedings, Vol. 97-3, S. 123 schlägt eine fehlord­ nungsfreie Kristallkeimtechnik vor, die die Dash-Verjüngung in einem Durch­ messer von 10 mm vermeidet. Diese Technik erreicht das Wachstum eines fehl­ ordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch Eintauchen eines Silicium-Kristall­ keims, der aus einem fehlordnungsfreien Silicium-Einkristall gebildet wurde, der ein vorderes Ende hat, das nach der Art eines Stiftes zugespitzt ist und 10 mm im Durchmesser mißt, und der eine Oberfläche hat, die frei von Krat­ zern oder Verunreinigungen ist, in die Schmelze bei einer Geschwindigkeit von 3 mm/min in einer vorgeschriebenen Länge und danach Vergrößern des Durchmessers des Kristalls, um den Hauptmasseteil des Kristalls ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung zu bilden. Der fehlordnungsfreie Silicium- Einkristall wird nicht notwendigerweise, basierend allein auf den Bedingungen, die für diese Technik günstig sind, erhalten. Nicht nur Kratzer und Verunreini­ gungen der Oberfläche, sondern auch die Oberflächenrauhheit haben ernsthaf­ ten Auswirkungen auf die Bildung der Fehlordnung. Wenn die Oberflächen­ rauhheit groß ist, konzentriert der rauhe Teil der Oberfläche Spannung und erzeugt folglich Fehlordnung. Deshalb wird er, selbst wenn der verwendete Kristallkeim ähnlich einem Stift geformt ist und frei von Kratzern oder Verun­ reinigung ist und bei einer Geschwindigkeit von 3 mm/min eingetaucht wird, wie bei dieser Technik angenommen wird, Fehlordnung erzeugen, wenn er eine große Oberflächenrauhheit hat.
Wenn ein Versuch gemacht wird, um den fehlordnungsfreien Silicium- Einkristall unter Verwendung der Geschwindigkeit von 3 mm/min für das Tauchen des Kristallkeims, wie für diese Technik angegeben, zu erhalten, muß die Tauchung in einer speziellen Heißzone (Ofeninnenstruktur) durchgeführt werden, und die Eliminierung der Fehlordnung ist in einer Ofeninnenstruktur eines sehr plötzlich abkühlenden Typs nicht leicht zu erreichen, der einen Tem­ peraturgradienten von nicht weniger als 5,0°C/mm in der Fest/flüssig-Grenz­ fläche zwischen zum Beispiel der Schmelze und dem Kristall hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Gegenstand dieser Erfindung, ein Verfahren für die Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch die CZ-Methode zur Ver­ fügung zu stellen, das es erlaubt, einen fehlordnungsfreien Silicium-Einkristall eines großen Durchmessers und eines großen Gewichtes herzustellen, die sicher mit genauer Reproduzierbarkeit erzielt werden, während das Auftreten des Störfalls, Abfallen eines gewachsenen Kristalls aufgrund des Brechens des Ver­ jüngungsteils unter hohem Gewicht, verhindert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist sie ein Verfahren zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch die Czochralski-Methode, die das Wachstum des Hauptmasseteils des fehlordnungsfreien Silicium- Einkristalls durch Eintauchen eines Kristallkeimes, der aus fehlordnungsfreiem Silicium-Einkristall gebildet wurde, in eine Schmelze aus Silicium und danach Herausziehen des Kristallkeims ohne Zuflucht zu der Verjüngung erlaubt, wo­ bei die Herstellung unter den folgenden Bedingungen ausgeführt wird:
  • (a) die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens einge­ taucht ist, war nicht weniger als 5 mm,
  • (b) der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, wurde durch maschinelles Bearbeiten geformt und
  • (c) wenigstens eine Bedingung ist erfüllt, die aus der Gruppe gewählt wur­ de, die aus folgenden Bedingungen (c1) bis (c6) besteht,
    • (c1) das vordere Ende des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nach unten gewölbt,
    • (c2) der Rmax-Wert der Oberflächenrauhheit des Teils des Kristallkeims der in die Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nicht mehr als 5 µm, basierend auf der Bezugslänge von 0,1 mm,
    • (c3) der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums einge­ taucht ist, wurde geätzt,
    • (c4) die Konzentration des Dotierungsmittels, das im Kristallkeim enthalten ist, ist nicht weniger als 1 × 1017 cm⁻3
    • (c5) die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze des Silici­ ums ist nicht mehr als 2,8 mm/min und
    • (c6) der Temperaturgradient, der im Kristallkeim vorliegt, ist während des Wachstums des Silicium-Einkristalls nicht mehr als 10°C/mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist sie ein Verfahren zur Her­ stellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch die Czochralski- Methode, die das Wachstum des Hauptmasseteils des fehlordnungsfreien Sili­ cium-Einkristalls durch Eintauchen eines Kristallkeimes, der aus fehlordnungs­ freiem Silicium-Einkristall gebildet wurde, in eine Schmelze aus Silicium und danach Herausziehen des Kristallkeims ohne Zuflucht zu der Verjüngung er­ laubt, wobei die Herstellung unter den folgenden Bedingungen ausgeführt wird:
  • (a) die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens einge­ taucht ist, ist nicht weniger als 5 mm und
  • (b) wenigstens eine Bedingung ist erfüllt, die aus der Gruppe gewählt wur­ de, die aus folgenden Bedingungen (b1) bis (b6) besteht,
    • (b1) der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums einge­ taucht ist, ist gewachsen,
    • (b2) das vordere Ende des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nach unten gewölbt,
    • (b3) der Rmax-Wert der Oberflächenrauhheit des Teils des Kristallkeims der in die Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nicht mehr als 5 µm, basie­ rend auf der Bezugslänge von 0,1 mm,
    • (b4) die Konzentration des Dotierungsmittels, das im Kristallkeim enthalten ist, ist nicht weniger als 1 × 1017 cm⁻3
    • (b5) die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze des Silici­ ums ist nicht mehr als 2,8 mm/min und
    • (b6) der Temperaturgradient, der im Kristallkeim vorliegt, ist während des Wachstums des Silicium-Einkristalls nicht mehr als 10°C/mm.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist eine schematische Abbildung einer Vorrichtung für die Herstel­ lung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls in Übereinstimmung mit der CZ-Methode.
Fig. 2A und 2B sind Vorder- bzw. Perspektivansichten, die die Form des vorderen Endes eines Kristallkeims, das in den Beispielen 3 und 21 verwendet wurde, veranschaulichen.
Fig. 3A und 3B sind Vorder- bzw. Perspektivansichten, die die Form des vorderen Endes eines Kristallkeims, das in den Beispielen 4 und 22 verwendet wurde, veranschaulichen.
Fig. 4A und 4B sind Vorder- bzw. Perspektivansichten, die die Form des vorderen Endes eines Kristallkeims, das in den Beispielen 5 und 23 verwendet wurde, veranschaulichen.
Fig. 5A und 5B sind Vorder- bzw. Perspektivansichten, die die Form des vorderen Endes eines Kristallkeims, das in den Beispielen 7 und 25 verwendet wurde, veranschaulichen.
Fig. 6A und 6B sind Vorder- bzw. Perspektivansichten, die die Form des vorderen Endes eines Kristallkeims, das in den Beispielen 15 und 30 verwendet wurde, veranschaulichen.
Fig. 7A und 7B sind Vorder- bzw. Perspektivansichten, die die Form des vorderen Endes eines Kristallkeims, das in den Beispielen 16 und 31 verwendet wurde, veranschaulichen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Diese Erfindung ist auf ein Verfahren zum Wachsen des Hauptmasseteils eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch Tauchen eines Kristall­ keims, der aus fehlordnungsfreiem Silicium-Einkristall gebildet wurde, in eine Schmelze aus Silicium, Veranlassen des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens einge­ taucht ist, eine horizontale Maximallänge von nicht weniger als 5 mm zu er­ werben, und danach Herausziehen des Kristallkeims ohne Zuflucht zu der Verjüngung gerichtet. Der hierin verwendete Begriff "horizontale Maximallän­ ge" meint den Maximalbetrag der Länge in horizontaler Richtung, der durch Erhalten des Maximalwertes des Abstandes zwischen jeweils zwei Punkten im horizontalen Querschnitt des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums zum Zeitpunkt des Tauchens mit jedem horizontalen Querschnitt ein­ getaucht ist und Finden des Größten in der Gruppe der erhaltenen Maximal­ werte gefunden wurde, von denen jeder einzeln jedem horizontalen Quer­ schnitt entspricht.
In dem Verfahren dieses Prinzips ist das Auftreten der Fehlordnung in dem Kristallkeim während des Tauchens dieses Kristallkeims in die Schmelze stark auf den thermischen Schock (thermische Spannung) aufgrund einer plötzlichen Änderung der Temperatur und auf die Oberflächenbedingung des Kristalls an­ gewiesen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben entdeckt, daß der thermische Schock quantitativ durch den Temperaturgradienten ausgedrückt werden kann, der innerhalb des Kristalls entsteht, und die Oberflächenbedin­ gung des Kristalls kann quantitativ durch den bekannten Rmax-Wert der Ober­ flächenrauhheit ausgedrückt werden.
Die Erfinder haben ebenso entdeckt, daß, solange der Temperaturgradient, der innerhalb des Kristalls entsteht, nicht mehr als 10°C/mm ist, keine Fehl­ ordnung unabhängig von der Oberflächenbedingung (das heißt, ohne Bezug auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Bruchs oder einer Verunreinigung auf der Oberfläche) stattfindet.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nach dem Durchführen ei­ nes Experimentes unter Verwendung einer Vielzahl von Ziehofeninnenstruktu­ ren, die verschiedene Temperaturverteilungen haben, herausgefunden, daß das Auftreten der Fehlordnung konstant eingeschränkt werden kann, solange die Geschwindigkeit des Tauchens des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min ist. Obwohl diese Tauchgeschwindigkeit bei jedem Level nicht mehr als 2,8 mm/min sein kann, liegt sie bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 2,8 mm/min, wo der tatsächliche Wirkungsgrad der Herstellung des Silicium- Einkristalls in Betracht gezogen wird.
Weiterhin haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung entdeckt, daß der Temperaturgradient, der während des Tauchens des Kristallkeims in die Schmelze auftritt, wirkungsvoll vermindert wird, wenn das vordere Ende des Kristallkeims nach unten gewölbt ist, wie in den Fig. 2 bis 7 veranschaulicht ist, und besonders wenn der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristall­ keims, der deutlich später definiert werden wird, ein spitzer Winkel ist, wie in den Fig. 3 bis 7 veranschaulicht ist. Der Grund für diesen Wirkungsgrad ist, daß das vordere Ende des Kristallkeims der Schwierigkeit der Verleihung eines Temperaturgradientens wegen deren verringerter thermischer Kapazität er­ liegt, nur geringen Wärmetransfer wegen einer kleinen Fläche des Kontaktes mit der Schmelze erduldet und dann die Erhöhung der Temperatur in dem Sili­ cium-Einkristall erlaubt, um gleichförmig und langsam zu verlaufen. Der hierin verwendete Begriff "Winkel des vorderen Endes/10 mm" meint den Maximal­ wert des Winkels, der durch das äußerste vordere Endteil des Kristallkeims in der Richtung der Mittelachse des Kristalls und jeweils zwei Punkten auf der Oberfläche des Kristallkeims gebildet wird, der 10 mm über dem äußersten vorderen Endteil entlang der Mittelachse des Kristalls existiert, und besonders wenn der äußerste vordere Endteil nicht ein Punkt, sondern eine Oberfläche ist, meint den Winkel, der durch Nehmen des Maximalwertes des Winkels, der durch einen Punkt auf der Oberfläche des äußersten vorderen Endteils und je­ weils zwei Punkten auf der Oberfläche des Einkristalls gebildet wird, der 10 mm über dem äußersten vorderen Endteil entlang der Mittelachse des Kri­ stalls existiert, und durch Mitteln dieses Maximalwertes in Beziehung auf alle Punkte auf der Oberfläche des äußersten vorderen Endteils erhalten wird. Üb­ rigens illustrieren Fig. 2 bis 7 bloß Beispiel oder Form, in der das vordere Ende des Einkristalls nach unten gewölbt ist, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Formen beschränkt. Besonders kann als Form des Kristallkeims ir­ gendeine Form angenommen werden, die im allgemeinen bei der Herstellung eines Silicium-Einkristalls verwendet wird, wie eine zylindrische Form oder eine prismatische Form (Polygon), außer der des vorderen Endes.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben weiterhin entdeckt, daß, wenn das vordere Ende des Kristallkeimes eine symmetrische Form bezüglich der Mittelachse des Kristalls hat, der Kristallkeim beim Ausschließen weiteren möglichen Auftretens eines ungleichmäßigen Temperaturgradientens in dem Kristall wirksamer ist.
Das Auftreten der Fehlordnung hängt stark vom Oberflächenzustand des Kristalls ab. Die Fehlordnung tritt zwangsläufig selbst unter geringer thermi­ scher Spannung auf, wenn die Oberfläche des Kristalls eine Störung in der Atomkonfiguration oder ähnliches hat. Im übrigen haben die Erfinder der vor­ liegenden Erfindung entdeckt, daß, solange der Rmax-Wert der Oberflächen­ rauhheit bei der Bezugslänge von 0,1 mm nicht mehr als 5 µm ist, das Auftreten der Fehlordnung unabhängig vom Temperaturgradienten in dem Kristallkeim, der Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze oder der Form des vorderen Endes des Kristallkeims beschränkt werden kann. Der Rmax-Wert bezeichnet den Abstand zwischen dem oberen Ende des höchsten Bergs und dem unteren Ende des tiefsten Tals in der Querschnittskurve in der Ebene, die bei der Bezugslänge genommen wurde.
Sie haben entdeckt, daß, wenn der Kristallkeim durch Erzeugen eines fehl­ ordnungsfreien Silicium-Einkristalls hergestellt wurde, die Verminderung der Oberflächenrauhheit des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze einge­ taucht ist, wirksam durch Ätzen des Kristallkeims, nachdem er in einer vorge­ schriebenen Form hergestellt wurde, erreicht werden kann. Die Mittel zum Be­ wirken der Erzeugung des Kristallkeim brauchen nicht besonders beschränkt zu werden. Maschinelle Standardbearbeitung wie beispielsweise Schneidbear­ beitung, Schleifbearbeitung oder Laserstrahlbearbeitung kann eingesetzt wer­ den.
Weiterhin haben sie entdeckt, daß die Oberfläche des Teils des Kristall­ keims, der in die Schmelze eingetaucht ist, bevorzugt, ein Teil der Ausgangs­ oberfläche des gewachsenen Silicium-Einkristalls ist. Vor allem der Kristall, der durch die MCZ-Methode (Magnetfeld, angewendet auf die Czochralski-Kristall­ wachstumsmethode) gewachsen ist, besitzt weiterhin eine kleine Ober­ flächenrauhheit und bildet selbst die optimale Oberfläche für den Teil, der be­ stimmt ist, in die Schmelze einzutauchen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben weiterhin entdeckt, daß für den Zweck, das Auftreten einer Fehlordnung zu beschränken, die Verwendung eines Kristallkeims, der mit hohem Grad von nicht weniger als 1 × 1017 cm⁻3 do­ tiert ist, unabhängig von der Auswahl zwischen dem p-Typ und dem n-Typ wirksam ist. Da ein Dotierungsmittel (Dotierungsmaterial) bei der Festlegung einer Fehlordnung wirksam ist, kann das Auftreten einer Fehlordnung in einem Kristall, der ein Dotierungsmittel in einer großen Menge enthält, eingeschränkt werden. Die obere Grenze der Dotierungsmittelkonzentration ist in der Nähe von 1 × 1020 cm⁻3 in Anbetracht der Dotierungsmittelkonzentration, die norma­ lerweise in dem Silicium-Einkristall verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung erfordert, nur wenigstens eine der Bedingungen aus der spezifischen Gruppe der gefundenen, oben erwähnten Bedingungen zu erfüllen, um Wachstum eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls ohne Zu­ flucht zur Dash-Verjüngung zu erreichen.
Die Erfindung erlaubt eine Kombination von zwei oder mehr dieser Bedin­ gungen, die gleichzeitig ausgeführt werden. Die Herstellung eines fehlord­ nungsfreien Silicium-Einkristalls wird mit einer besonders befriedigenden Aus­ beute erreicht, wenn zum Beispiel die Eintauchgeschwindigkeit des Kristall­ keims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min ist und der Teil des Kristall­ keims, der bestimmt ist, in die Schmelze einzutauchen, die Ausgangsoberfläche des gewachsenen Kristallkeims ist und wenn der Winkel vom vorderen En­ de/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel ist und der Teil des Kristall­ keims, der bestimmt ist, in die Schmelze einzutauchen, die Ausgangsoberfläche des gewachsenen Kristallkeims ist. Dann wird die Herstellung eines fehlord­ nungsfreien Silicium-Einkristalls mit noch besserer Ausbeute erreicht, wenn die Eintauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min ist, der Teil des Kristallkeims, der bestimmt ist, in die Schmelze einzutauchen, die Ausgangsoberfläche des gewachsenen Kristallkeims ist und der Winkel vom vorderen Ende/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel ist. Natürlich erlaubt diese Erfindung die verschiedenen oben aufgezählten Bedin­ gungen in einer variablen Kombination, außer den hierin beschriebenen, auszu­ führen.
Das oben beschriebene Verfahren dieser Erfindung zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls läßt zu, daß der Durchmesser des Verjüngungsteils nicht weniger als 5 mm ist. Folglich erlaubt sie, den Verjün­ gungsteil auf eine nötige und ausreichende Größe für das Wachstum des Hauptmasseteils eines großen Durchmessers und eines großen Gewichtes zu erweitern. Die Größe des Verjüngungsteils kann, wenn nötig, auf das größt­ mögliche Maß erhöht werden, bis es der Größe des wachsenden Silicium- Einkristalls gleicht.
Die in der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines fehlordnungsfrei­ en Silicium-Einkristalls verwendete Vorrichtung unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, erfordert aber nur, das es zur Herstellung eines fehlord­ nungsfreien Silicium-Einkristalls mittels der CZ-Methode verwendbar ist. Es kann beispielsweise eine Vorrichtung zur Herstellung sein, wie es in Fig. 1 ver­ anschaulicht wird.
Diese Vorrichtung von Fig. 1 zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Sili­ cium-Einkristalls mittels der CZ-Methode umfaßt einen Tiegel 6, der aus einem Quarztiegel 6a zur Aufnahme einer Schmelze M von Silicium und einem Gra­ phittiegel 6b zum Schutz des Quarztiegels 6a besteht, und einen Kristallzie­ hofen 1 zur Aufnahme des gewachsenen fehlordnungsfreien Silicium- Einkristallblocks S. Entlang des seitlichen Seitenteils des Tiegels 6 werden eine Heizvorrichtung 4 und ein wärmeundurchlässiges Element 3 zur Verhinde­ rung, daß die Wärme, die durch die Heizvorrichtung 4 emittiert wird, aus der Außenseite des Kristallziehofens 1 austritt, so angeordnet, daß der Tiegel 6 ein­ geschlossen ist. Dieser Tiegel 6 wird durch eine Drehvorrichtung 5 mit einer Antriebseinrichtung verbunden, die in der Abbildung nicht gezeigt wird, und rotiert bei einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit mittels dieser Antriebsein­ richtung. Der Tiegel 6 wird durch die Antriebseinrichtung angehoben und ab­ gesenkt, um den Abfall des Niveaus der Schmelze M des Siliciums aufgrund der Abnahme der Schmelze M des Siliciums, die im Tiegel 6 enthalten ist, aus­ zugleichen. In dem Ziehofen 1 ist ein freihängender Ziehdraht 7 angeordnet. Dieser Draht 7 ist an seinem unteren Ende mit einem Spannfutter 9 zum Halten eines Kristallkeims 8 versehen. Das obere Ende dieses Ziehdrahts 7 wird von einer Drahthebevorrichtung 2 aufgenommen, und durch diesen Vorgang wird der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristallblock S heraufgezogen. In den Innen­ raum des Ziehofens 1 wird Argongas durch einen Gaseinlaß 10 eingeführt, der sich an dem Ziehofen 1 befindet, das Argongas strömt durch den Innenraum des Ziehofens 1 und wird durch einen Gasauslaß 11 herausgelassen. Mit dem Durchfluß des Ar, der in dieser Weise bewirkt wird, wird beabsichtigt, zu ver­ hindern, daß sich das SiO, das innerhalb des Ziehofens 1 infolge des Schmel­ zaufschlusses des Siliciums gebildet wird, in der Schmelze M des Siliciums vermischt.
BEISPIEL
Arbeitsbeispiele dieser Erfindung werden nun nachstehend beschrieben.
In den folgenden Arbeitsbeispielen und Vergleichsbeispielen wurde die Einschätzung, ob Fehlordnung in einem gegebenen, gewachsenen Kristall vor­ liegt oder nicht vorliegt, durch Polieren des gewachsenen Kristalls bis zu einer Spiegeloberfläche und Photographieren eines topographischen Röntgenprofils der Grundfläche vorgenommen.
Beispiel 1
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 9°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 4,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 30 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 10 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 2 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 6,0-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der maximale Wert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 2
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 8°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 2,6 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Werte des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 28 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 2 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 15 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,0-7,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der maximale Wert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war und die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungs­ freie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 3
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 7°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 3,6 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 2A und 2B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 120°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 42 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 2 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 30 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,8-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der maximale Wert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war und das vordere Ende des Kristallkeims nach unten gewölbt, wie oben be­ schrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 4
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 6°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 4,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 3A und 3B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 85°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 42 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 3 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 25 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,5-9,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der maximale Wert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war und der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium- Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 5
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 5°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 4,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 4A und 4B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 80°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war symmetrisch bezüg­ lich der Mittelachse des Kristalls (dreiseitiger Kegel)
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 42 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 8 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 25 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,0-8,7 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der maximale Wert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Win­ kel war und das vordere Ende des Kristallkeims symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Kristalls, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungs­ freie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 6
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 6°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 82°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war symmetrisch bezüg­ lich der Mittelachse des Kristalls (konische Form)
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 35 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 4 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 25 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,2-8,9 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der maximale Wert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Win­ kel war und das vordere Ende des Kristallkeims konisch geformt, wie oben be­ schrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 7
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 3°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,8 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 5A und 5B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 60°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war asymmetrisch be­ züglich der Mittelachse des Kristalls
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 35,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 2 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 15 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,5-8,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der maximale Wert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war und der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristall­ keims ein spitzer Winkel, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungs­ freie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 8
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 15°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 10,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 4,5 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: durch Laserstrahl bearbeitet
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 8 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,2-7,9 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 9
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 15°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 10,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 4,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 8 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,2-7,9 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschi­ nell bearbeitet und geätzt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungs­ freie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 10
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 18°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 110°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 1,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 5 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,0-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm war, das vordere Ende des Kristallkeims nach unten gewölbt war und der Teil des Kristallkeims, der eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash- Verjüngung wachsen.
Beispiel 11
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 18°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 120°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 1,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die MCZ-Methode gewachsen) Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 5 × 1015 cm⁻3 horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,0-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm war, das vordere Ende des Kristallkeims nach unten gewölbt war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, durch die MCZ-Methode, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium- Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 12
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 12°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 8,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 35,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 2 × 1017 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,0-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde und wenn die Dotierungsmittelkon­ zentration in dem Kristallkeim nicht weniger als 1 × 1017 cm⁻3, wie oben be­ schrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 13
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 12°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 8,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 35,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosophor = 2 × 1017 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,0-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde und wenn die Dotierungsmittelkon­ zentration in dem Kristallkeim nicht weniger als 1 × 1017 cm⁻3, wie oben be­ schrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 14
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 4°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 3,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 4 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 15 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 7 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 6,5-7,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der in dem Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, die Tauchge­ schwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm war und der Teil des Kristall­ keims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet und geätzt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 15
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 8°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 7,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 6A und 6B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 70°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war asymmetrisch be­ züglich der Mittelachse des Kristalls
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 4,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 2 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 15 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,5-8,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der in dem Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze einge­ taucht ist, nicht mehr als 5 µm war, der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet und geätzt, wie oben beschrie­ ben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 16
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 3°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,2 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 7A und 7B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 60°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war asymmetrisch be­ züglich der Mittelachse des Kristalls
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 2,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,5-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der in dem Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, die Tauchge­ schwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm war, der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kri­ stallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet und ge­ ätzt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium- Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 17
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 2°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,2 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 110°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 2,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 8 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,5-9,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der in dem Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, die Tauchge­ schwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm war, das vordere Ende des Kristallkeims nach unten gewölbt war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 18
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 1,8°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 60°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war symmetrisch bezüg­ lich der Mittelachse des Kristalls (konische Form)
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 1,5 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 2 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm
Ein Endteil wurde im Miniblock des Kristallkeims gebildet und der Endteil wurde eingetaucht. Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Haupt­ masseteil des Silicium-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 2 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,0-7,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der in dem Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze einge­ taucht ist, nicht mehr als 5 µm war, der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 19
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 1,5°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 45°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 1,3 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 3 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 22 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 4 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,3-9,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der in dem Kristallkeim vorliegt, nicht mehr als 10°C/mm war, die Tauchge­ schwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, nicht mehr als 5 µm war, der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kri­ stallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewach­ sen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 20
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 2,6 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 28 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 5 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 15 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 8 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,0-7,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min, wie oben be­ schrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 21
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 3,6 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 2A und 2B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 120°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 42 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 1 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 15 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,8-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn das vordere Ende des Kri­ stallkeims nach unten gewölbt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlord­ nungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wach­ sen.
Beispiel 22
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 4,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 3A und 3B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 85°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war nicht symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Kristalls
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 35 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 3 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 25 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,5-8,8 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash- Verjüngung wachsen.
Beispiel 23
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 4,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 4A und 4B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 80°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war symmetrisch bezüg­ lich der Mittelachse des Kristalls (dreiseitiger Kegel)
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 42 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,3-8,7 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und das vordere Ende des Kristallkeims symmetrisch zu der Mittelachse des Kristalls, wie oben be­ schrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 24
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 82°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war symmetrisch bezüg­ lich der Mittelachse des Kristalls (konische Form)
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 35 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,2-8,9 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und das vordere Ende des Kristallkeims konisch geformt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehl­ ordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 25
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,8 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 5A und 5B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 60°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war asymmetrisch be­ züglich der Mittelachse des Kristalls
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 35 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 12 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,0-8,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war und der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 26
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 15°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 10,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 5,2 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 8 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die S 26963 00070 552 001000280000000200012000285912685200040 0002019825745 00004 26844chmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,2-7,9 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet und geätzt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash- Verjüngung wachsen.
Beispiel 27
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 18°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 110°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 6,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 15 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,2-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn das vordere Ende des Kristallkeims nach un­ ten gewölbt war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silici­ um-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 28
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 18°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 120°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 6,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die MCZ-Methode gewachsen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 3 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 10 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 5 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,0-8,3 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn das vordere Ende des Kristallkeims nach un­ ten gewölbt war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, durch die MCZ-Methode, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 29
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 8,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 10 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 7 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,0-7,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet und geätzt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 30
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 7,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 6A und 6B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 70°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war asymmetrisch be­ züglich der Mittelachse des Kristalls
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 5,5 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Phosphor = 5 × 1014 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 12 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: n-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 8 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,5-8,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet und geätzt, wie oben beschrie­ ben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 31
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,2 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt (wie in den Fig. 7A und 7B veranschaulicht)
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 60°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war asymmetrisch be­ züglich der Mittelachse des Kristalls
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 6,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen und geätzt
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 5 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm.
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 10 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,5-8,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war, der Winkel des vorderen En­ des/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kristall­ keims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet und geätzt, wie oben beschrieben, war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 32
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,2 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 6,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 6 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,5-9,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash- Verjüngung wachsen.
Beispiel 33
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 5,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 60°
  • - Die Form des vorderen Endes des Kristallkeims war symmetrisch bezüg­ lich der Mittelachse des Kristalls (konische Form)
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 6,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 18 mm
Ein Endteil wurde im Miniblock des Kristallkeims gebildet und der Endteil wurde eingetaucht. Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Haupt­ masseteil des Silicium-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 6 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 7,0-7,5 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn der Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Beispiel 34
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 1,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: nach unten gewölbt
  • - Winkel des vorderen Endes/10 mm des Kristallkeims: 45°
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 5,5 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: Miniblock (durch die Nicht-MCZ-Standard-CZ-Methode gewach­ sen)
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 3 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 22 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der Silicium-Einkristall, der unter diesen Bedingungen wuchs, hatte die folgende Eigenschaft.
Leitungstyp: p-Typ. Kristalldurchmesser: 310 mm (12 inches), spezifischer Widerstand: 4 Ω.cm, Sauerstoffkonzentration: 8,3-9,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Sauerstoffkonzentrati­ on, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angege­ ben wurde) und Kohlenstoffkonzentration: < 1,0 × 1017 Atome/cm3 (berechnet mit dem Koeffizienten der Umrechnung der Kohlenstoffkonzentration, der durch die Japan Electronics Industry Development Association angegeben wurde).
Der gewachsene Silicium-Einkristall war fehlordnungsfrei.
Wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und wenn die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze nicht mehr als 2,8 mm/min war, der Winkel des vorderen En­ des/10 mm des Kristallkeims ein spitzer Winkel war und der Teil des Kristall­ keims, der in die Schmelze eingetaucht ist, wie oben beschrieben, gewachsen war, konnte der fehlordnungsfreie Silicium-Einkristall ohne den Ausweg der Dash-Verjüngung wachsen.
Vergleichsbeispiel 1
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 11°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 3,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 6,0 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 1 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der so gewachsene Silicium-Einkristall war in einem fehlgeordneten Zu­ stand.
Selbst wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, mehr als 10°C/mm war, die Tauchgeschwindigkeit des Kristallkeims in die Schmelze mehr als 2,8 mm/min war, das vordere Ende des Kristallkeims nicht nach un­ ten gewölbt war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, mehr als 5 µm war und die Dotie­ rungsmittelkonzentration in dem Kristallkeim weniger als 1 × 1017 cm⁻3, wie oben beschrieben war, war das Wachstum des Silicium-Einkristalls in fehlord­ nungsfreiem Zustand schwierig zu erreichen.
Vergleichsbeispiel 2
In der Vorrichtung von Fig. 1 wurde ein Kristallkeim in die Schmelze unter den folgenden Bedingungen eingetaucht.
  • - Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlordnung im Kristallkeim: ab­ wesend
  • - Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt: 15°C/mm
  • - Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze: 3,0 mm/min
  • - Form des vorderen Endes des Kristallkeims: flach
  • - Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist: 5,4 µm
  • - Oberflächenzustand des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze ein­ getaucht ist: geschliffen
  • - Dotierungsmittelkonzentration im Kristallkeim: Bor = 5 × 1015 cm⁻3
  • - horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist: 20 mm
Nachdem das Eintauchen des Kristallkeims beendet war und der Kristall vollständig mit der Schmelze benetzt war, wuchs der Hauptmasseteil des Silici­ um-Einkristalls ohne Zuflucht zur Dash-Verjüngung.
Der so gewachsene Silicium-Einkristall war in einem fehlgeordneten Zu­ stand.
Selbst wenn die horizontale Maximallänge des Teils des Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums zum Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens eingetaucht ist, nicht weniger als 5 mm war und der Teil des Kristallkeims, der in die Schmelze eingetaucht ist, maschinell bearbeitet wurde, und wenn der Maximalwert des Temperaturgradienten, der im Kristallkeim vorliegt, mehr als 10°C/mm war, die Tauchgeschwindigkeit in die Schmelze mehr als 2,8 mm/min war, das vordere Ende des Kristallkeims nicht nach unten gewölbt war, der Rmax-Wert des Teils des Kristallkeims (Bezugslänge 0,1 mm), der in die Schmelze eingetaucht ist, mehr als 5 µm war und die Dotierungsmittelkon­ zentration in dem Kristallkeim weniger als 1 × 1017 cm⁻3, wie oben beschrieben war, war das Wachstum des Silicium-Einkristalls in fehlordnungsfreiem Zu­ stand schwierig zu erreichen.
Obwohl die vorliegenden bevorzugten Beispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es zu verstehen, daß die Erfindung nicht durch die Be­ schreibung dieser Beispiele beschränkt ist.

Claims (9)

1. Ein Verfahren zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium-Ein­ kristalls durch die Czochralski-Methode, die das Wachstum des Haupt­ masseteils des fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch Eintauchen eines Kristallkeimes, der aus fehlordnungsfreiem Silicium-Einkristall gebildet wurde, in eine Schmelze aus Silicium und danach Herausziehen des besagten Kristall­ keims ohne Zuflucht zur Verjüngung erlaubt, wobei die Herstellung unter den folgenden Bedingungen ausgeführt wird:
  • (a) die horizontale Maximallänge des Teils des besagten Kristallkeims, der in die besagte Schmelze des Silicium zum Zeitpunkt des vollständigen Eintau­ chens eingetaucht ist, war nicht weniger als 5 mm,
  • (b) der Teil des besagten Kristallkeims, der in die besagte Schmelze des Sili­ ciums eingetaucht ist, wurde durch maschinelles Bearbeiten geformt und
  • (c) wenigstens eine Bedingung ist erfüllt, die aus der Gruppe gewählt wur­ de, die aus folgenden Bedingungen (c1) bis (c6) besteht,
    • (c1) das vordere Ende des Teils des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nach unten gewölbt,
    • (c2) der Rmax-Wert der Oberflächenrauhheit des Teils des besagten Kri­ stallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nicht mehr als 5 µm, basierend auf der Bezugslänge von 0,1 mm,
    • (c3) der Teil des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Silici­ ums eingetaucht ist, wurde geätzt,
    • (c4) die Konzentration eines Dotierungsmittels, das in besagtem Kristall­ keim enthalten ist, ist nicht weniger als 1 × 1017 cm⁻3
    • (c5) die Tauchgeschwindigkeit des besagten Kristallkeims in besagte Schmelze des Siliciums ist nicht mehr als 2,8 mm/min und
    • (c6) der Temperaturgradient, der in besagtem Kristallkeim vorliegt, ist während des Wachstums des Silicium-Einkristalls nicht mehr als 10°C/mm.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß be­ sagter Kristallkeim so ist, daß dessen Winkel des vorderen Endes/10 mm ein spitzer Winkel ist.
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des vorderen Endes des Teils des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, bezüglich der Mittelachse des Kristalls symmetrisch ist.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des vorderen Endes des Teils des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, konisch ist.
5. Ein Verfahren zur Herstellung eines fehlordnungsfreien Silicium- Einkristalls durch die Czochralski-Methode, die das Wachstum des Haupt­ masseteils des fehlordnungsfreien Silicium-Einkristalls durch Eintauchen eines Kristallkeimes, der aus fehlordnungsfreiem Silicium-Einkristall gebildet wurde, in eine Schmelze aus Silicium und danach Herausziehen des besagten Kristall­ keims ohne Zuflucht zur Verjüngung erlaubt, wobei die Herstellung unter den folgenden Bedingungen ausgeführt wird:
  • (a) die horizontale Maximallänge des Teils des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums zum Zeitpunkt des vollständigen Eintau­ chens eingetaucht ist, ist nicht weniger als 5 mm und
  • (b) wenigstens eine Bedingung ist erfüllt, die aus der Gruppe gewählt wur­ de, die aus folgenden Bedingungen (b1) bis (b6) besteht,
    • (b1) der Teil des besagten Kristallkeims, der in die Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist gewachsen,
    • (b2) das vordere Ende des Teils des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nach unten gewölbt,
    • (b3) der Rmax-Wert der Oberflächenrauhheit des Teils des besagten Kri­ stallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, ist nicht mehr als 5 µm, basierend auf der Bezugslänge von 0,1 mm,
    • (b4) die Konzentration eines Dotierungsmittels, das in besagtem Kristall­ keim enthalten ist, ist nicht weniger als 1 × 1017 cm⁻3
    • (b5) die Tauchgeschwindigkeit des besagten Kristallkeims in besagte Schmelze des Siliciums ist nicht mehr als 2,8 mm/min und
    • (b6) der Temperaturgradient, der in besagtem Kristallkeim vorliegt, ist während des Wachstums des Silicium-Einkristalls nicht mehr als 10°C/mm.
6. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums einge­ taucht ist, durch die MCZ-Methode wuchs.
7. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß be­ sagter Kristallkeim so ist, daß dessen Winkel des vorderen Endes/10 mm ein spitzer Winkel ist.
8. Das Verfahren gemaß Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des vorderen Endes des Teils des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, bezüglich der Mittelachse des Kristalls symmetrisch ist.
9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des vorderen Endes des Teils des besagten Kristallkeims, der in besagte Schmelze des Siliciums eingetaucht ist, konisch ist.
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