JP6889170B2 - 単結晶の引上げの間に単結晶の直径を決定および調節するための方法 - Google Patents
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Description
本発明は、るつぼにおける融解物からの単結晶の引上げの間に単結晶の直径を決定するための方法に関する。その後、見出された直径は、単結晶の引上げの間に調整されることとなる変数として用いられ得る。
いわゆるチョクラルスキー法(Czochralski method)による半導体材料の単結晶の引上げの間、単結晶の直径が監視、すなわち決定され、適切に影響を与えられることが可能でなければならない。単結晶の直径の変化であって、結晶化境界で単結晶の径方向の成長に依存するこの変動は、たとえば単結晶の引上げ速度および/または結晶化境界の領域の融解物の温度を制御された方法で変化させることによって影響を与えられ得る。
本発明は、独立特許請求項の構成を有する方法を提供する。従属項および以下の説明は、有利な構成に関する。
本発明に係る方法は、単結晶を引き上げるための装置のるつぼにおける融解物から、単結晶の、特に単結晶のエンドコーンの引き上げの間に、単結晶の直径を決定するために用いられる。単結晶を引き上げるためのこのような方法は、いわゆるチョクラルスキー法である。本発明によれば、融解物との界面における単結晶の直径は、るつぼに対する融解物の表面の第1の下降速度と、単結晶がるつぼに対して引き上げられる第1の引上げ速度と、質量保存とを考慮して決定される。
上述の構成および以下にさらに説明されるものは、それぞれ示される組み合わせにおいてのみならず、本発明の範囲から離れることなく、他の組み合わせでまたは独立しても用いられ得ることが理解されるべきである。
Claims (10)
- 単結晶(200)を引き上げるための装置(100)のるつぼ(130)における融解物(230)からの、前記単結晶(200)および前記単結晶(200)のエンドコーン(210)の引上げの間に、前記単結晶(200)の直径(dK)を決定するための方法であって、
前記融解物(230)との境界における前記単結晶(200)の前記直径(dK)が、
前記るつぼ(130)に対する前記融解物(230)の表面(235)の第1の下降速度(vS)と、
前記単結晶(200)が前記るつぼ(130)に対して引き上げられる第1の引上げ速度(vK)と、
質量保存とを考慮して決定され、
前記融解物(230)の前記表面(235)上のブライトリングを観察することによって前記単結晶(200)の円筒形部分(205)の引上げの間に前記単結晶(200)の直径をさらに決定し、
前記さらに決定された前記単結晶の直径を、前記単結晶のエンドコーン(129)の引上げの間に決定されることとなる前記単結晶(200)の前記直径(dK)の補正、妥当性チェックまたは比較のために用い、
前記融解物(230)と固体の前記単結晶(200)との間の境界領域(240)の高さのおよび/または形状の変化は、前記単結晶(200)の円筒形部分(205)と前記エンドコーン(210)との間の遷移領域において、前記単結晶(200)の前記直径(dK)の決定の間に、補正因子によって考慮されるか、または、
前記単結晶の前記直径の決定は、前記融解物(230)と固体の前記単結晶(200)との間の境界領域(240)の高さのおよび/または形状の所定の変化が起こるとき、前記単結晶(200)の円筒形部分(205)と前記エンドコーン(210)との間の前記遷移領域で中断される、方法。 - 前記装置(100)に対する前記融解物(230)の前記表面(235)の第2の下降速度(v* S)および前記装置(100)に対する前記るつぼ(130)の位置が変えられる速度(v* T)は、前記るつぼ(130)に対する前記融解物(230)の前記表面(235)の前記第1の下降速度(vS)を考慮するために決定される、請求項1に記載
の方法。 - 前記るつぼ(130)の回転およびその変化は、前記第2の下降速度(v* S)の決定の間考慮される、請求項2に記載の方法。
- 前記単結晶(200)が前記装置(100)に対して引き上げられる第2の引上げ速度(v* K)および前記装置(100)に対する前記るつぼ(130)の位置が変えられる速度(v* T)は、前記単結晶(200)が前記るつぼ(130)に対して引き上げられる前記第1の引上げ速度(vK)を考慮するために決定される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記融解物(230)のまたは前記単結晶(200)の液体材料と固体材料との間の密度の差は、前記単結晶(200)の前記直径(dK)の決定の間考慮される、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記融解物の前記表面の位置における前記るつぼ(130)の前記直径は、前記単結晶(200)の前記直径(dK)の決定の間考慮される、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記るつぼ(130)の直径(dT)は、前記単結晶(200)の前記エンドコーン(210)の引上げの間、前記単結晶(200)の前記直径(dK)の決定の間考慮され、前記単結晶(200)の前記直径(dK)の決定の精度は、一定のオフセットによって前記るつぼ(130)の前記直径(dT)を補正することによって増加される、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- フィルタ、オブザーバおよび/または適応フィルタによる、ノイズ抑制が、前記単結晶(200)の前記直径(dK)の決定の間に行なわれる、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の方法。
- 見出される前記単結晶(200)の前記直径(dK)が、前記単結晶(200)の、特に前記単結晶(200)の前記エンドコーン(210)の引上げの間に調整されることとなる変数として用いられる、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記単結晶(200)の前記第1の引上げ速度(vK)および/もしくは前記第2の引上げ速度(v* K)、前記るつぼの位置が変えられる速度(vT)、1つ以上の前記装置(100)の温度および/もしくは前記融解物を加熱するための加熱装置の動力、ならびに/または、前記単結晶(200)のおよび/もしくは前記るつぼ(130)の回転速度は、前記単結晶(200)の引上げの間操作変数として用いられる、請求項4に記載の方法。
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