JP6553286B2 - 単結晶成長方法 - Google Patents

単結晶成長方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6553286B2
JP6553286B2 JP2018506843A JP2018506843A JP6553286B2 JP 6553286 B2 JP6553286 B2 JP 6553286B2 JP 2018506843 A JP2018506843 A JP 2018506843A JP 2018506843 A JP2018506843 A JP 2018506843A JP 6553286 B2 JP6553286 B2 JP 6553286B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
crystal ingot
dopant
value
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018506843A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018525308A (ja
Inventor
カン、イン−グ
フヮン、チョン−ハ
バン、イン−シ
Original Assignee
エスケー シルトロン カンパニー リミテッド
エスケー シルトロン カンパニー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エスケー シルトロン カンパニー リミテッド, エスケー シルトロン カンパニー リミテッド filed Critical エスケー シルトロン カンパニー リミテッド
Publication of JP2018525308A publication Critical patent/JP2018525308A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6553286B2 publication Critical patent/JP6553286B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/02Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/02Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B15/04Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Description

本発明は、単結晶成長方法であって、より詳細には原材料に含まれた不純物を制御することなく目標とする比抵抗を有する単結晶を成長させることができる方法に関する。
一般に、チョクラルスキー法(Czochralski)によるシリコン単結晶を成長させる方法においては、石英るつぼの内部に原材料(多結晶シリコン)を積載してヒーターから放射される熱で多結晶シリコンを溶融させてシリコン融液に作った後、シリコン融液の表面からシリコン単結晶を成長させる。
半導体素子用基板として用いられるシリコンウェーハは適切な比抵抗値を有するために、シリコン単結晶成長工程でP−typeまたはN−typeのドーパントが添加される。また、P−typeまたはN−typeのドーパントはさらに融点がシリコン融点よりも高い高融点ドーパントと、シリコンの融点よりも低い低融点ドーパントとに区分され、ドーパントの種類によってシリコン融液にドーパントを添加する方式が変わる。
現在用いられている原材料(ポリシリコン、石英るつぼ)に含まれた不純物で具現可能なインゴットの比抵抗の最大値はP−type基準で約5KΩcmであり、8KΩcm以上の比抵抗を確保するためには原材料に含まれたDonorとAcceptorのレベルを制御する必要がある。
従来においては、原材料に含まれた不純物を正確に把握できないので、ドーパントを投入することなく単結晶インゴットを成長させ、成長した初期のボディーの一部区間を試験片に加工して比抵抗の測定を行った。この場合には目標とする比抵抗値を有するように必要なドーパント量を計算して投入する手順が要求され、試験片の製作のための単結晶ボディーの成長時間、試験片の評価時間及びドーピング時間が追加されるので工程のロスタイムが発生し、単結晶成長の生産性も悪化する問題点がある。
本発明は、前述した問題点を解決するために創案されたものであって、目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させるために行われる工程を簡略化できる単結晶インゴットの成長方法を提供することにその目的がある。
本発明は、原材料自体に含まれた不純物を制御しなくても8KΩcm以上の比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させることができる方法を提供することにその目的がある。
実施例は、チョクラルスキー法により、シリコン溶融液において目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させる方法であって、原材料内に含まれたドーパント濃度による比抵抗値を導出し、これを信頼性あるデータとしてテーブル化するステップ;目標とする比抵抗値に対するドーパント濃度の基準値を設定するステップ;前記原材料自体に含まれたドーパント濃度に対する測定値を導出するステップ;前記基準値と測定値との間の差値を算出するステップ;前記差値だけ前記シリコン溶融液にカウンタードーピング(counter doping)を実施するステップを含むことができる。
そして、前記目標とする比抵抗は8〜14KΩcmの範囲を有することを特徴とし、前記ドーパント濃度は、P−typeドーパントの濃度からN−typeドーパントの濃度を引いた値であることを特徴とする。
実施例による単結晶インゴットの成長方法によると、目標とする比抵抗を有するシリコン単結晶を成長させるとき、原材料に含まれた不純物濃度による比抵抗の関係を示すテーブルを予め得て、目標とする比抵抗値を有するようにする不純物濃度を設定しておくので、原材料自体に含まれた不純物濃度のみを測定することによって目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させることができる。
実施例による単結晶インゴットの成長方法によると、従来のように成長した単結晶インゴットのボディーの一部を試験片加工する過程及びドーピングを実施する過程を省略できるので、目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットの生産性を向上させることができる。
原材料の不純物レベルによる比抵抗値を示すグラフである。 シリコン溶融液内でドーパントの影響による比抵抗の変化を示すグラフである。 Normal P−typeの比抵抗帯域のプロファイルを示す図である。 単結晶インゴットのボディーの端部を基準として0.03ppba差だけのN−typeドーパント(Phosphorus)を投入した後、単結晶インゴットの比抵抗を示すグラフである。 単結晶インゴットが徐々に成長するにつれてシリコン融液に含まれたP−type及びN−typeドーパントの濃度及び濃度差を示すグラフである。 本発明の実施例による単結晶インゴットの成長方法の流れ図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の実施例によって制限されるか限定されるものではない。本発明を説明するにおいて、公知の機能あるいは構成に対する具体的な説明は、本発明の要旨を明瞭にさせるために省略され得る。
実施例は、目標とする比抵抗を有するシリコン単結晶を成長させるための方法を提案するものであり、特に8KΩcm以上15KΩcm以下の比抵抗を有する単結晶を成長させるための方法を提案する。
実施例は、原材料に含まれた不純物濃度による比抵抗の関係を示すテーブルを実験を通じて検証して確保する。すなわち、目標とする比抵抗値を有するようにする不純物濃度を設定しておくので、原材料自体に含まれた不純物濃度のみを測定した後、追加のドーピングを実施して目標とする比抵抗を有する単結晶を成長させることができる。原材料は、石英るつぼまたは単結晶の材料になるポリシリコンであってもよい。
図1は、原材料の不純物レベルによる比抵抗値を示すグラフである。
図1を参照すると、横軸はP−type不純物濃度を示し、縦軸はこれに伴って成長する単結晶インゴットの比抵抗(KΩcm)を示す。前記P−type不純物濃度は、P−typeを基準とするとき、ポリシリコン内に含有されたBoron(P−type)の濃度からPhosphorus(N−type)の濃度を引いた値(B−P)である。
A区間は結果値による理論値を示す区間であり、B区間はテストを通した検証によるデータの信頼性がある区間を示す。単結晶インゴットの比抵抗が15KΩcmよりも小さいB区間におけるようにP−typeの濃度を維持した場合には目標とする比抵抗値が得られた。実施例は、図1のB区間におけるデータをテーブル化し、目標とする比抵抗を得るためのP−type不純物濃度に対する基準値として設定する。以下、不純物はドーパントと同じ意味で理解され得る。
しかし、単結晶インゴットの比抵抗が15KΩcmよりも大きいA区間は、制御されなければならない濃度が非常に小さく、原材料の不純物の変化に敏感に反応して得られたデータの信頼性が低いため、目標とする比抵抗を得ることが困難である。したがって、本実施例は、単結晶インゴットの比抵抗を15KΩcm以下に成長させる方法に対して提案する。
図2は、単結晶インゴットの長さによる濃度変化を示すグラフである。
図2を参照すると、単結晶インゴットが成長してドーパント(Boron)の量が少なくなるほど、原材料に含まれたN−type(Phosphorus)成分によって比抵抗の逆転現象が発生することを確認することができる。これはBoronとPhosphorusの偏析係数の差によって融液量が減少するほどPhosphorusの濃度が高まるためである。
したがって、単結晶インゴットの比抵抗を高めるためにはシリコン溶融液内に含まれたドーパントの量が少なくなければならないということが分かる。実施例においてP−typeドーパントはボロン(Boron)であり、前記N−typeドーパントはリン(Phosphorus)が使用され得る。
図3は、インゴットの長さによるNormal P−typeの比抵抗帯域のプロファイルを示す図である。図3を参照すると、単結晶インゴットの比抵抗が6〜12KΩcmを示す区間においては、インゴットの長さに応じて原材料自体の不純物による影響が少なく現れ、偏析係数(Boron 0.7、Phosphorus 0.35)による理論値と実測値がほとんど一致するということが分かる。
これは、シリコン溶融液内に含有されたP−typeドーパントがN−typeドーパントよりも絶対的に多いため、比抵抗の変化が大きく起きないと解釈することができ、これによって、目標とする比抵抗を得るためのドーパント量の計算を容易にすることができるということが分かる。
実施例により目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させるための方法は次のとおりである。
先ず、単結晶成長に用いられている原材料(ポリシリコン、石英るつぼ)の不純物レベルを確認する。表1は原材料自体の測定濃度及びこれに伴う比抵抗を示すものであり、成長した単結晶インゴットのボディーの0mmで測定した値である。
表1は、単結晶成長時に、別途のドーパントを投入せずに原材料であるポリシリコンのみを投入して単結晶インゴットを成長させた後に、Low temperature FT−IRで不純物濃度を測定したものである。測定濃度はP−typeを基準とし、ポリシリコン内に含まれたBoron(P−type)の濃度からPhosphorus(N−type)の濃度を引いた値である。
上述のようにBoron(P−type)の濃度からPhosphorus(N−type)の濃度を引く理由は、単結晶インゴットの成長時に偏析現象はP型とN型ですべて示されるが、ドーパントの絶対量が優勢なTypeが半導体としての役割において多くの比重を占めるためである。すなわち、3族のP−typeと5族のN−typeが対(pair)を成した後に残ったドーパントが半導体の活性化に影響を与えるためである。
表2は、成長した単結晶インゴットのボディーの0mmを基準として、単結晶インゴットのすべての部分で8KΩcm以上の比抵抗を満たすことができる濃度を推定したものである。これは、図1のB区間で得られたデータであり、目標とする比抵抗を得るためのP−type不純物濃度に対する基準値である。
表2のように、成長した単結晶インゴットが8KΩcm以上の比抵抗を有するためには、測定濃度であるBoron(P−type)の濃度からPhosphorus(N−type)の濃度を引いた値が0.048ppbaを有しなければならないということが分かる。すなわち、0.03ppba差だけのN−type(Phosphorus)ドーパントが追加的に投入されてドーピングされると、8KΩcm以上の比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させることができるということが分かる。
すなわち、実施例は、原材料に含まれた不純物濃度を測定し、比抵抗が8KΩcmであるときの濃度に対する予測値を計算する。そして、差値だけのPhosphorus Counter Dopingを実施することによって、成長したインゴットのすべての部分で8KΩcm以上の比抵抗値を持たせることができる。すなわち、実施例は、原材料に含まれた不純物濃度を制御しなくても目標とする比抵抗の単結晶を成長させることができる。
図4は、単結晶インゴットのボディーの端部を基準として0.03ppba差だけのN−typeドーパント(Phosphorus)を投入した後の単結晶インゴットの比抵抗を示すグラフである。
図4を参照すると、ドーピングを実施していない比較例においては、単結晶インゴットが固化する間に比抵抗が4〜5KΩcmの値を示したが、原材料の不純物レベルによって予測値だけのドーピングを実施した場合にはシリコンインゴットが固化するすべての区間で比抵抗が8KΩcmよりも大きく示された。
図5は、単結晶インゴットが徐々に成長するにつれてシリコン融液に含まれたP−type及びN−typeドーパントの濃度及び濃度差を示すグラフである。
図5を参照すると、単結晶インゴットの固化が進行するにつれP−type及びN−typeドーパントの濃度が徐々に増加する傾向を示すが、その差値はほぼ一定であることを確認することができる。したがって、予測値に該当するカウンタードーピングを実施すると、単結晶インゴットの全区間にかけて8KΩcmよりも大きい比抵抗を得ることができる。
図6は、本発明の実施例による単結晶インゴットの成長方法の流れを示す図である。実施例はP−typeの単結晶インゴットの成長に対する方法であり、先ず現在使用中の原材料内に含まれたドーパント濃度による比抵抗値を導出し、これを信頼性あるデータとしてテーブル化する(S10)。このとき、実施例はテストによる検証を経て信頼性の高い8〜14KΩcmの比抵抗を有する区間を対象とした。
実施例においては、特に8KΩcm以上の比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させるために、8KΩcmに該当するP−typeの濃度(Boronの濃度−Phosphorusの濃度)を基準値として設定する(S20)。
そして、ドーパントを投入せずに現在の原材料(ポリシリコン)のみを投入して単結晶インゴットを成長させた後、単結晶インゴットのボディー0cmでの比抵抗及びP−type不純物濃度の測定値を求める(S30)。
続いで、前記基準値と測定値との差値を求め(S40)、前記差値だけN−typeのドーパントを投入するカウンタードーピングを実施する(S50)。上述のようなカウンタードーピングを実施することによって、8KΩcm以上の比抵抗を有する単結晶インゴットを成長(S60)させることができる。
しかし、実際の単結晶インゴットのボディー0cmでの比抵抗値は、ドーパントの偏析係数のため、前記差値より多いドーピング量が必要である。
表3を検討すると、単結晶インゴットのボディー0cmで必要なDonor(N−type不純物)は、実際の投入量に対して0.29429.4%)のレベルであるということが分かる。
したがって、前述したような実験結果に基づいて、8KΩcm以上の比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させるときに、要求されるカウンタードーピング量は次のような数式によって計算され得る。
(A:原材料の不純物測定値(P−type不純物濃度−N−type不純物濃度)、B:目標比抵抗を得るためのP−type不純物濃度−N−type不純物濃度の基準値、C:カウンタードーピング量でありN−type不純物濃度、K:N−type不純物の偏析による補正値(0.294))
他の実施例として、N−typeの単結晶インゴットを成長させる方法を説明する。
先ず、目標とする比抵抗を確保するためのN−typeドーパントの投入必要量を計算し、これを基準値として設定する。例えば、8KΩcm以上の比抵抗を確保するために必要なN−typeドーパントの濃度を導出し、これは、図1のように予め実験されたターゲット比抵抗に対するドーパントの濃度の関係を示すテーブルを通じて得ることができる。
そして、原材料自体の不純物レベルによるN−typeドーパントの濃度を計算して測定値に設定し、前記基準値と測定値との差値を導出してN−typeドーパントの投入量を決定する。
例えば、8KΩcm以上の比抵抗を確保するために原材料の不純物濃度と基準値を比較して差値が導出されると、その差値だけのN−typeドーパントを投入する。
ただし、原材料の不純物レベルがP−typeが優勢なので、N−typeの単結晶インゴットの成長時にはカウンタードーピングが必要でない。前述した過程を経て目標とする比抵抗を有するN−typeのシリコン単結晶インゴットを製造することができる。
実施例による単結晶インゴットの成長方法によると、目標とする比抵抗を有するシリコン単結晶を成長させるとき、原材料に含まれた不純物濃度による比抵抗の関係を示すテーブルを予め得て、目標とする比抵抗値を有するようにする不純物濃度を設定しておくので、原材料自体に含まれた不純物濃度のみを測定することによって、目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させることができる。
以上、本発明に対してその望ましい実施例を中心に説明したがこれは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有した者であれば本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示されていない様々な変形と応用が可能であることが理解できるであろう。例えば、本発明の実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点は、添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
(付記)
(付記1)
チョクラルスキー法により、シリコン溶融液において目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させる方法であって、
原材料内に含まれたドーパント濃度による比抵抗値を導出し、これを信頼性あるデータとしてテーブル化するステップと、
目標とする比抵抗値に対するドーパント濃度の基準値を設定するステップと、
前記原材料自体に含まれたドーパント濃度に対する測定値を導出するステップと、
前記基準値と前記測定値との間の差値を算出するステップと、
前記差値だけ前記シリコン溶融液にカウンタードーピング(counter doping)を実施するステップと、
を含む単結晶インゴットの成長方法。
(付記2)
前記目標とする比抵抗は8〜14KΩcmの範囲を有する、付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記3)
前記単結晶インゴットはP−typeであることを特徴とする、付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記4)
前記ドーパント濃度は、P−typeドーパントの濃度からN−typeドーパントの濃度を引いた値であることを特徴とする、付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記5)
前記P−typeドーパントはボロン(Boron)であり、前記N−typeドーパントはリン(phosphorus)である、付記4に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記6)
前記原材料自体に含まれたドーパント濃度に対する測定値を導出するステップは、
前記シリコン溶融液にドーパントを投入せずにポリシリコンのみを投入してインゴットを成長させてドーパントの濃度を測定する、
付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記7)
前記原材料はポリシリコン及び石英るつぼを含む、付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記8)
前記差値だけ前記シリコン溶融液にカウンタードーピング(counter doping)を実施するステップは、
前記シリコン溶融液に前記差値だけのN−typeドーパントを投入することを特徴とする、
付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記9)
前記基準値は、単結晶インゴットのすべてのボディー区間で8〜14KΩcmの範囲の比抵抗を確保できる理論値であることを特徴とする、付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(付記10)
前記単結晶インゴットのボディー0cmで必要なN−typeドーパントは、ドーパントの偏析係数のため、実際のカウンタードーピング量に対して29.4%であり、前記カウンタードーピング量は下記の数式のように計算される、付記1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
(A:原材料の不純物測定値(P−type不純物濃度−N−type不純物濃度)、B:目標比抵抗を得るためのP−type不純物濃度−N−type不純物濃度の基準値、C:カウンタードーピング量でありN−type不純物濃度、K:N−type不純物の偏析による補正値(0.294))
本発明は、単結晶の成長時に、原材料内部の不純物レベルを制御しなくても目標とする比抵抗を有する単結晶を成長させることができ、8KΩcm以上の比抵抗を有する単結晶を成長させることがあるので、産業上の利用可能性がある。

Claims (10)

  1. チョクラルスキー法により、シリコン溶融液において目標とする比抵抗を有する単結晶インゴットを成長させる方法であって、
    原材料内に含まれたドーパント濃度による比抵抗値を導出し、これを信頼性あるデータとしてテーブル化するステップと、
    目標とする比抵抗値に対するドーパント濃度の基準値を設定するステップと、
    前記原材料自体に含まれたドーパント濃度に対する測定値を導出するステップと、
    前記基準値と前記測定値との間の差値を算出するステップと、
    前記差値だけ前記シリコン溶融液にカウンタードーピング(counter doping)を実施するステップと、
    を含む単結晶インゴットの成長方法。
  2. 前記目標とする比抵抗は8〜14KΩcmの範囲を有する、請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  3. 前記単結晶インゴットはP−typeであることを特徴とする、請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  4. 前記ドーパント濃度は、P−typeドーパントの濃度からN−typeドーパントの濃度を引いた値であることを特徴とする、請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  5. 前記P−typeドーパントはボロン(Boron)であり、前記N−typeドーパントはリン(phosphorus)である、請求項4に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  6. 前記原材料自体に含まれたドーパント濃度に対する測定値を導出するステップは、
    前記シリコン溶融液にドーパントを投入せずにポリシリコンのみを投入してインゴットを成長させてドーパントの濃度を測定する、
    請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  7. 前記原材料はポリシリコン及び石英るつぼを含む、請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  8. 前記差値だけ前記シリコン溶融液にカウンタードーピング(counter doping)を実施するステップは、
    前記シリコン溶融液に前記差値だけのN−typeドーパントを投入することを特徴とする、
    請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  9. 前記基準値は、単結晶インゴットのすべてのボディー区間で8〜14KΩcmの範囲の比抵抗を確保できる理論値であることを特徴とする、請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
  10. 前記単結晶インゴットのボディー0cmで必要なN−typeドーパントは、ドーパントの偏析係数のため、実際のカウンタードーピング量に対して29.4%であり、前記カウンタードーピング量は下記の数式のように計算される、請求項1に記載の単結晶インゴットの成長方法。
    (A:原材料の不純物測定値(P−type不純物濃度−N−type不純物濃度)、B:目標比抵抗を得るためのP−type不純物濃度−N−type不純物濃度の基準値、C:カウンタードーピング量でありN−type不純物濃度、K:N−type不純物の偏析による補正値(0.294))
JP2018506843A 2015-08-12 2016-06-24 単結晶成長方法 Active JP6553286B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150114062A KR101674819B1 (ko) 2015-08-12 2015-08-12 단결정 성장 방법
KR10-2015-0114062 2015-08-12
PCT/KR2016/006782 WO2017026648A1 (ko) 2015-08-12 2016-06-24 단결정 성장 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018525308A JP2018525308A (ja) 2018-09-06
JP6553286B2 true JP6553286B2 (ja) 2019-07-31

Family

ID=57529171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018506843A Active JP6553286B2 (ja) 2015-08-12 2016-06-24 単結晶成長方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10378122B2 (ja)
JP (1) JP6553286B2 (ja)
KR (1) KR101674819B1 (ja)
WO (1) WO2017026648A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11739437B2 (en) * 2018-12-27 2023-08-29 Globalwafers Co., Ltd. Resistivity stabilization measurement of fat neck slabs for high resistivity and ultra-high resistivity single crystal silicon ingot growth
US11932964B2 (en) 2019-04-05 2024-03-19 Tokuyama Coporation Polycrystalline silicon material
SG11202111070YA (en) * 2019-04-05 2021-11-29 Tokuyama Corp Polycrystalline silicon material
CN111477560B (zh) * 2020-05-14 2023-03-03 包头美科硅能源有限公司 太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法
TWI784689B (zh) * 2020-09-29 2022-11-21 日商Sumco股份有限公司 矽單結晶的製造方法
KR102429972B1 (ko) * 2020-10-07 2022-08-05 주식회사 오에스티투 고저항 웨이퍼 제조 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62226890A (ja) * 1986-03-27 1987-10-05 Komatsu Denshi Kinzoku Kk 単結晶及びその製造方法
JPH05117092A (ja) * 1991-10-25 1993-05-14 Mitsubishi Materials Corp 高抵抗値単結晶シリコン
JPH1029894A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Hitachi Ltd 単結晶シリコンの比抵抗調整方法および単結晶シリコン製造装置
US6733585B2 (en) * 2000-02-01 2004-05-11 Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha Apparatus for pulling single crystal by CZ method
JP2002226295A (ja) 2001-01-31 2002-08-14 Shin Etsu Handotai Co Ltd チョクラルスキー法によるシリコン単結晶製造工程の管理方法及びチョクラルスキー法による高抵抗シリコン単結晶の製造方法並びにシリコン単結晶
JP3931956B2 (ja) * 2001-11-05 2007-06-20 株式会社Sumco シリコン単結晶の育成方法
KR100749936B1 (ko) * 2005-05-11 2007-08-16 주식회사 실트론 실리콘 단결정 잉곳 및 이의 제조 방법
JP2009215135A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Sharp Corp シリコン単結晶インゴットの製造方法
JP5134463B2 (ja) 2008-07-28 2013-01-30 黒崎播磨株式会社 連続鋳造用ノズルの中間層用の耐火物及び連続鋳造用ノズル
KR20120004235A (ko) * 2010-07-06 2012-01-12 주식회사 메르디안솔라앤디스플레이 잉곳 및 이의 제조방법과 불순물 농도를 조절하는 방법
JP5470349B2 (ja) 2011-10-17 2014-04-16 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト p型シリコン単結晶およびその製造方法
JP5915565B2 (ja) 2013-02-18 2016-05-11 信越半導体株式会社 シリコン単結晶の製造方法およびシリコン単結晶ウェーハの製造方法
US9634098B2 (en) * 2013-06-11 2017-04-25 SunEdison Semiconductor Ltd. (UEN201334164H) Oxygen precipitation in heavily doped silicon wafers sliced from ingots grown by the Czochralski method

Also Published As

Publication number Publication date
US10378122B2 (en) 2019-08-13
KR101674819B1 (ko) 2016-11-09
US20180237937A1 (en) 2018-08-23
JP2018525308A (ja) 2018-09-06
WO2017026648A1 (ko) 2017-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6553286B2 (ja) 単結晶成長方法
KR102312204B1 (ko) 저항률 제어방법 및 n형 실리콘 단결정
KR101665827B1 (ko) 잉곳 계면의 형상을 제어할 수 있는 단결정 성장 방법
JP6682269B2 (ja) 一様な抵抗を有するドーピングされたシリコンインゴットを形成する方法
US9809901B2 (en) Method for manufacturing silicon single crystal
JP5915565B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法およびシリコン単結晶ウェーハの製造方法
TW201732211A (zh) 用於校正使用於形成熱施體的退火爐的方法
TWI746494B (zh) 調整製造中之半導體錠之電阻的方法
KR20160142306A (ko) 붕소 도핑된 n-타입 실리콘 타겟
JP5477188B2 (ja) シリコンウエーハのpn判定方法
JP5817542B2 (ja) シリコン基板の製造方法
JP2019202913A (ja) 原料結晶の抵抗率の測定方法及びfzシリコン単結晶の製造方法
KR101540235B1 (ko) 단결정 잉곳제조장치 및 단결정 잉곳제조방법
JP6304125B2 (ja) シリコン単結晶の軸方向の抵抗率制御方法
JP6167752B2 (ja) シリコン単結晶材料の製造方法
US7214267B2 (en) Silicon single crystal and method for growing silicon single crystal
JP3931956B2 (ja) シリコン単結晶の育成方法
KR101881381B1 (ko) 단결정 잉곳의 성장 방법
KR20180106674A (ko) 실리콘 단결정 잉곳 성장 방법
KR101494532B1 (ko) 잔류 실리콘 멜트를 이용한 마스터 도판트의 제조방법
JP6260485B2 (ja) エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法
TW201741507A (zh) 製備單晶矽半導體晶圓的方法、製備單晶矽半導體晶圓的裝置以及單晶矽半導體晶圓
KR20200109008A (ko) 단결정 잉곳 성장 장치 및 이를 이용한 단결정 잉곳 성장 방법
JP2011001236A (ja) 大口径シリコン単結晶の結晶欠陥推定方法
JP2005162500A (ja) InP単結晶の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190703

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6553286

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250