KR100421125B1

KR100421125B1 - 쵸코랄스키법에의한결정제조장치,결정제조방법및그로부터제조된결정

Info

Publication number: KR100421125B1
Application number: KR10-1998-0706240A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 사꾸라다; 유이찌 미야하라; 도모히꼬 오따
Original assignee: 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 2004-04-17
Also published as: EP0903427A4; JP3533812B2; EP0903427A1; JPH09221380A; DE69724612T2; EP0903427B1; DE69724612D1; US6071337A; KR19990082507A; WO1997030195A1

Abstract

CZ법에 의해 결정 성장도중 열이력이 용이하고 정확하게 제어될 수 있는 결정성장 방법 및 이에 이용되는 장치가 제공된다. 원료를 수용하는 도가니와,

원료를 가열용융하는 히터와, 이들을 둘러싸도록 배치되는 단열통, 을 구비하는 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치로서, 상기 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터의 외경보다 크고, 그 상단부에는 내경이 히터의 내경이하인 반면 그 외경은 히터의 외경 이상이며, 상기 내경은 상부를 향하여 점차 감소함,을 특징으로 한다.

상기 장치는 결정을 생성하고 결정 제조장치 내부의 온도구배 또는 결정의 열이력을 제어하는데 사용된다.

Description

쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치, 결정제조방법 및 그로부터 제조된 결정{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING CRYSTALS BY THE CZOCHRALSKI METHOD AND CRYSTALS PRODUCED BY THIS METHOD}

근년에, 반도체 소자의 고집적화, 고정밀화가 진행되면서 반도체 결정기판의 품질요구도 엄격해지고 있다. 반도체 결정은 주로 CZ법으로 제조되고 있으며, 고순도화, 저흠결화, 균일화를 도모하고자 노력을 계속하고 있다. 최근에는 원료의 고순도화나 사용부재의 고순도화, 장치의 고정밀도화 뿐만아니라 성장중의 결정의 열이력이 결정흠결에 큰영향을 끼치는 것으로 판명되고 있다. 예를들어 실리콘에 있어서는 OSF (Oxidation Induced Stacking Faults), 산소석출, BMD (Bulk Micro-Defect), FPD (Flow Pattern Defect), LSTD (Laser Scattering Tomography Defect), 그리고 산화막 내압등이 열이력에 영향되며, 또한 GaP, GaAs, InP 등의 화합물 반도체에서는 전위밀도나 토너내지는 어셉터로서 작용하는 흠결 레벨이 열이력에 큰 영향을 받는다는 것이 해명되어있다. 따라서 결정성장중의 열이력을 조정함으로써 결정중의 흠결을 제어하는, 여러 가지 로내구조를 갖는 결정제조장치가제안되어 있다. (예를들어 H. Yamagishi, I. Fusegawa, K. Takano, E. Iino, N. Fujimaki, T. Ohta 및 M. Sakurada : Proceedings of the 17th International Symposium on Silicon Materials Science and Technology, SEMI CONDUCTOR SILICON 1994, p124-135 참조)

그러나 이들 장치내지 방법은 부분적인 특정위치에 있어서의 온도를 높이거나 낮추는 것은 가능하나 로내의 온도분포전체의 조정은 할수 없으며, 특정위치의 제어도 성장결정 전체온도를 높이던지 낮추는 것 만이어서 자유스럽지 못하며, 정밀도가 불완전한 것이다. 따라서 특정온도 영역만을 제어하는 것은 아주 어려운 것이다. 또한 새로운 과제를 위해 온도분포를 변경할 필요가 있는 경우에는 장치 전체의 설계 변경이 필요하며 처음부터 재설계가 되어야 한다는 불이익이 있는 것이다.

그래서 본 발명자들은 CZ법에 있어서 이용되는 도가니 및 히터를 둘러싸는 단열통의 구조를 연직방향으로 분할하고 그 사이에 갭을 갖도록 하면 결정의 열이력 및 로내의 온도분포제어가 가능하며 상기 문제를 해결할 수 있다는 것을 발견하고 앞서 제안하였다.(일본 특원 평 7-143586).

그러나 그후 본 발명자들의 추가 시험결과 상기 선행 발명에서 대부분의 온도영역에서 정밀한 결정 열이력제어 및 로내의 온도분포 제어가 가능하나, 특정온도 영역에서 냉각속도가 충분히 감소되도록 결정이 열이력을 갖고 성장해야 하는 경우에는 그 보온성이 충분치 못하기 때문에 제어할 수 있는 범위가 의외로 좁은 것이다.

최근에는 결정성장중에 도입되는 결정 흠결이 특정 온도영역을 충분히 서냉화 함으로써 감소하는 것도 보고되어 있으며 (「실리콘 단결정중의 미소흠결이 산화막에 미치는 영향」, Fujimaki 등, USC 반도체기반기술연구회, ULTRACLEAN TECHNOLOGY 제7권 제3호, p26-참조), 이같은 특정온도영역만을 고정밀도로 충분히 서냉화 할 수 있는 CZ법에 의한 결정제조장치가 요구되고 있다.

본 발명은 이같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, CZ법에 의해 육성되는 결정의 성장중의 열이력을 용이하고도 정밀도 좋게 제어할 수 있는 결정제조장치 및 그 제조방법을 제공하며, 특히 특정온도 영역을 충분히 서냉화 할 수 있는, 결정제조장치 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은,

원료를 수용하는 도가니와,

원료를 가열용융하는 히터와,

이들을 둘러싸도록 배치되는 단열통, 을 구비한 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서,

상기 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터의 외경보다 크고, 그 상단부에서는 내경이 히터의 내경 이하인 반면 그 외경은 히터의 외경 이상이며, 상기 내경은 상부를 향하여 점차 감소함, 을 특징으로 한다.

이같은 단열통의 상단부의 형상으로 하면, 히터로 부터의 발열이 연직상방으로 발산하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 특정온도 영역을 충분히 서냉화 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은,

원료를 수용하는 도가니와,

원료를 가열용융하는 히터와,

상기 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터의 외경보다 크고, 그 상단부에서는 내경이 히터의 내경 이하이며, 상기 내경이 상부를 향하여 점차 감소하도록 내벽이 테이퍼됨, 을 특징으로 한다.

단열통의 상단에서의 내벽이 상기와 같은 방식으로 테이퍼될 때, 히터로 부터의 발열은 연직 상방으로 발산하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 이 영역에서의 온도 구배는 반곡점없이 보다 균일하게 된다.

또한, 본 발명은,

원료를 포함하는 도가니와,

원료를 가열 및 용융하는 히터와,

이들을 둘러싸도록 배치되는 단열통; 을 구비한 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서,

상기 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터의 외경보다 크고, 그 상단부에서는 내경이 히터의 내경 이하인 반면 그 외경은 히터의 외경 이상이며, 상기 내경은 상부를 향하여 점차 감소하도록 내벽이 테이퍼됨, 을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 상기한 본 발명에다가 그 상단부에서 단열통의 외경이 히터의 외경보다 크다는 구조적 특성이 부가되기 때문에, 상단부에서의 단열통의 두께를 제공함으로써 히터로부터의 발열을 연직상방으로 발산하는 것을 효과적으로 방지함과 동시에 그 영역에서 열 보유 특성을 지속할 수 있다.

다음으로, 본 발명은, 상술한 바와 같은 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치로서, 단열통의 재질이 탄소섬유 성형재인 것을 특징으로 한다.

이와같이 본 발명은 특히 단열통의 형상에 특징이 있는 것이나, 그 재질로서는 일반적으로 CZ법에서 이용되는 단열통의 재질인 탄소섬유 성형재를 그대로 이용할 수가 있으며, 가공도 용이하다는 잇점이 있다.

또한 본 발명은 상술한 바와 같은 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서, 상기 단열통이 연직 방향으로 분할되어, 그 사이에 갭을 갖는 것을 특징으로 한다. 이와같이 갭(gap)을 설함으로서 특정위치에서 수평방향으로 열을 피하게 할 수가 있어 로(爐)내의 온도분포, 결정의 열이력을 제어할 수가 있다.

본 발명은 또한, 이와 같은 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서, 상기 단열통의 갭을 복수개 설한 것을 특징으로 한다.

이같이 단열부를 복수개 설함으로써 로내의 온도분포, 결정의 열이력을 보다 자유롭게 제어할 수가 있다.

또한 본 발명은 상술한 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 결정을 제조하는 방법, 쵸코랄스키법에 있어서의 결정제조장치내의 온도분포를 제어하는 방법, 쵸코랄스키법에 의해 제조되는 결정의 열이력을 제어하는 방법이다.

이와 같이, 상술한 장치를 이용하면, 로내의 온도분포를 제어할 수가 있으며, 성장결정의 열이력을 제어할 수가 있다. 따라서 이같은 장치는 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP의 결정제조에 있어서, 그 열이력 기인의 결정흠결 등의 발생을 제어, 억제할 수가 있는 것으로 그 이용가치가 높은 것이다.

본 발명은 또한 상기 결정 제조방법에 의해 제조된 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 결정이다.

이같이, 본 발명의 방법에 의해 정밀도 좋게 성장중의 열이력이 제어된, 극히 고품질의, 결정흠결이 제어된 결정이 얻어진다.

즉, 본 발명에 관한 결정제조장치에 의해, CZ법에 의해 제조되는 결정의 열이력을 간단하고도 고정밀도로 변경, 제어할 수 있는 것이다.

따라서, 예를들어 결정흠결을 감소시키는 특정온도 영역을 충분히 서냉화 함에 의해 결정흠결을 감소시키고, 성장결정의 품질을 양호한 물로 함과 동시에, 역으로 결정의 성장속도에 영향을 끼치는 고온영역은 급냉화함으로써 결정의 성장속도를 고속화하여, 결정의 생산성을 증대시킬수가 있다.

따라서, CZ법에 의해 제조되는 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 등의 결정에서 발생하는 열이력에 의한 결정흠결을 저감 내지 제어, 균일화를 도모할 수 있으며, 결정의 고품질화 및 보유, 생산성의 현저한 향상이 가능하며, 산업계에서의 그 이용가치는 아주 높은 것이다.

본 발명은 쵸코랄스키법 (CZ법)에 의해 결정을 육성할때에 이용되는 장치 및 그 장치를 이용하여 결정을 제조하는 방법에 관한 것이다.

도1a∼도1d는 본 발명에 관한 결정제조장치를 나타낸 개략 단면도이다.

도1a는 단열통 중 히터상단보다 상부에 위치하는 부분 (본 발명의 상부단열통)만의 단면 형상의 일예를 나타낸 도면이다.

도1b는 본 발명에 관한 결정제조장치의 개략 단면도이다.

도1d는 본 발명에 관한 결정제조장치의 다른 실시예를 나타낸 개략단면도로서 단열통에 갭을 설한 경우이다.

도2는 실시예, 비교예의 열이력을 측정한 결과를 나타낸 도면이다.

도3a 및 3b의 종래의 결정제조장치를 도시한 단면개략도로써, 도3a는 급냉형 결정제조장치를 그리고 도3b는 서냉형 결정제조장치를 나타낸다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 단지 본 실시예는 단지 예에 불과한 것으로서 본 발명은 이에 한정되는 것은 아닌 것이다.

본 발명자들은 CZ법에 의해 제조되는 결정의 열이력을 변경, 조정하는 장치및 방법으로서, 원료를 수용하는 도가니와, 원료를 가열용융하는 히터 등을 둘러싸고 보온하는 단열통의 구조에 착안하였다. 종래의 CZ법에 의한 결정의 제조에 이용되는 결정제조장치의 예를 도3a 및 3b에 나타내었으나 단열통 5는 원료를 수용하는 도가니 3과 원료를 가열용융하는 히터 4를 둘러싸도록 배치된 통상의 것으로써 재질은 일반적으로 탄소섬유 성형재가 이용된다.

종래, 이 단열통의 구조변경에 의해 결정의 열이력내지는 로내부의 온도분포를 변경하기 위하여 도3b에 도시된 바와같이, 단열통 5 상부에 상부 단열통 6을 제공하여 단열통 5를 상부로 신장시키고, 결정제조 로내의 상부공간 7을 보온하고, 결정 2를 보온하는 것으로 행해지거나, 역으로 단열통 5를 짧게 하고 결정 2를 급냉각 하던지하여 행해졌다.

그러나 이 방법에서는 결정은 보온하는가 냉각하는가 만을 선택하며, 특정온도대만의 제어는 할수 없었으며, 정밀도도 좋지않았다. 즉 예를들어 결정성장중에 도입되는 결정흠결이 특정온도영역을 충분히 서냉화함으로써 소멸하는 경우가 있다 하더라도 상기한 바와같은 방법에서는 이를 실행하는 것이 불가능하였다.

또한, 단지 단열통을 상부에 신장한 것만으로는 결정이 보온되고 이에따라 결정이 보다 비효율적으로 냉각되어 결정성장속도가 감소하고 생산성이 크게 떨어지게 된다.

한편 단지 단열통을 짧게한 것으로는 제조로의 보온성이 악화하고, 전력을 소비할 뿐만 아니라 로(爐)를 손상시키고 결정의 제조효율도 악화시킨다.

그래서 종래에는 상기 문헌에서와 같이 단열통에 의한 것이 아니고 다른 로내부품을 이용하여 여러가지 로내구조를 갖는 결정제조장치를 설계하고 결정의 열이력을 조정하고자 하였다.

즉, 종래 단열통은 그 구조변경에 의한 결정 열이력의 조정에는 자유도가 적기 때문에 변경, 연구대상으로 되지않고 가능한 상부에 연장 또는 단축하는 정도였다.

그러나 본 발명자들은 CZ법에 있어서의 로내온도분포에 결정적인 영향을 미치는 것은 히터-4 (예를들어 탄소히터, 고주파 코일등) 내지는 도가니(예를들어 석영, 흑연, PBN)을 포위하고 수냉 챔버 1을 보호하는 단열통 5 이기 때문에 그 단열통의 구조에 관심을 기울였다.

예를들어 종래의 로내구조를 갖는 결정제조장치 도 3a에 대하여 어느 온도영역에서의 열 보지를 통해 결정의 열이력을 변경하기 위하여는 도3b에 도시한 바와같이 단열통을 상부로 신장하여 결정을 보온하게 된다.

그러나, 이는 모든 온도영역이 보온되는 경향으로되어 목표로하는 특정온도 영역만 보온한다는 열이력은 얻을 수 없는 것이다. 또한 히터 4로부터 나온 열이 연직상방으로 발산되어 결정흠결을 소비시키는 특정온도 영역을 충분히 서냉화 할수도 없는 것이다. 또한 단지 단열통이 그대로 상부로 충분히 신장하면, 결정성장계면의 온도구배가 너무 적게되어 결정성장속도의 저하를 가져오고 결정의 생산성을 크게 악화시키게 된다.

그래서 목표로하는 특정 온도영역만을 충분히 보온함으로써 결정의 열이력을 변경하고 결정흠결을 감소시키고 결정성장속도에 영향을 주는 결정성장 계면근방의고온역은 아무런 영향을 받지않도록 할수 있으면 결정흠결이 적은 양질의 결정이 고속도, 고생산성으로 얻어지게 된다.

그래서 본 발명자들은, 이점을 감안하여 각종 로내구조를 갖는 결정 제조장치에 있어서의 결정온도를 수치계산에 의해 추정하였다. 그 결과 결정의 융점이하의 특정온도영역을 충분히 보온시키기 위하여는 연직상방에서 열발산을 방지할 필요가 있다는 것이 밝혀졌다. 그래서 본 발명에서는 도1b 또는 1d 와 같이, 단열통 5중 히터 4 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터 4의 외경보다 크고, 상단부에는 내경이 히터 4의 내경이하의 크기로 함으로써, 히터 4로부터 열의 연직산방으로의 발산을 적당히 방지하고, 결정표면으로 부터의 복사열의 발산을 감소시켜 특정온도 영역을 충분히 서냉화하게 하였다.

이 경우, 단열통(상부 단열통 10)의 상단에서의 외경을 히터 4의 외경이상으로 하는 것이 좋다. 이는 상단부에서의 단열통의 두께가 충분히 확보되며, 히터로부터의 열이 연직상방으로 발산하는 것을 효과적으로 방지함과 동시에 그 부분에서의 보온성을 확보하기 위한 것이다.

또한, 도1b와 같이, 단열통중 히터상단보다 상부에 위치하는 부분(상부단열통 10)의 내벽형상이 연직상방에 서서히 내경이 감소하는 테이퍼형상으로 하면, 히터 4로부터의 열이 연직상방으로 발산하는 것을 효과적으로 방지할 수 있음과 동시에 그 부분의 온도 분포를 변곡점이 없이 보다 균일화한 것으로 할 수가 있다.

또한, 도1d와 같이, 히터 4를 둘러싸는 단열통을 수직으로 분할하여 갭 8을 형성하면 결정성장속도에 영향을 끼치는 고온영역에서의 냉각속도가 증대된다는 것을 발견하였다. 이 냉각속도는 특정온도 영역에서만 충분히 감소될 수 있어 결정흠결을 감소시키게 된다.

다른 모든 온도영역, 특히 결정성장속도에 영향을 끼치는 융점부근의 온도영역에서는 냉각속도가 감소되지 않기 때문에, 결정성장속도는 충분히 크고 생산성도 떨어지지 않는 것이다.

상기 효과는, 단열통의 상단부에서는 내경이 히터 4의 내경이하의 크기로 되어있기 때문에 히터로부터의 열이 연직상방으로 발산되는 것이 방지되고, 결정표면으로부터의 복사열의 발산이 감소하기 때문에 특정온도영역을 충분히 서냉화할 수 있음과 동시에 단열부 8에서는 열이 수평방향으로 발산하고 그 부근에서의 결정표면으로부터의 복사열이 증가하기 때문에 생기는 것이다.

따라서 갭의 위치나 폭, 갯수는 중요하며, 조정하는 온도영역에 따라 적의 선택될 수가 있다. 예를들어, 상기 갭부위는 2개내지 그 이상으로 복수개 설해도 좋다.

이같이 단열통을 연직상방으로 분할하여 갭부위를 설함으로써 CZ법에 의한 결정성장중의 열이력을 제어함에는 갭부위를 도가니내의 원료의 융액면보다 상부에 설하는 것이, 결정에 대하여 보다 직접적으로 작용하여 효과적이다. 다만, 갭부위의 위치는 이에 한하는 것은 아니며, 결정제조 효율에 영향을 미치는 로내온도분포를 변경, 제어하기 위해 여러 가지 위치, 수, 폭으로 설할 수가 있다.

단열통의 재질은 종래부터 탄소섬유 성형재가 사용되고 있으나, 본 발명에 있어서도 이를 그대로 이용할 수가 있으며, 기타 단열재로서 실시할 수도 있다.

또한 종래의 단열통은 일체물로 단일재질, 동일한 두께이었으나 본 발명에 있어서 단열통을 연직방향으로 분할하는 경우는 서로 재질을 변경내지 상호두께로 변경하는 것도 가능하며, 보다 섬세한 온도분포, 결정열이력 제어가 가능하게 된다.

또한 본 발명에 관한 단열통을 제작함에는, 상기 일반 단열통의 재질이 탄소섬유 성형재등 섬유질이기 때문에 용이하게 가공이 가능하며 간단히 제작할 수가 있다. 예를들어, 도1a에 도시된 바와같은, 본 발명의 단열통 상단부 형상을 갖는 상부 단열통을 제작하고, 이를 종래의 단열통에 재치하면 본 발명의 단열통을 제작, 실시할 수가 있다.

또한 도1d 의 갭부분 8을 단열통 절결(切欠)한 그대로 하여도 좋으며, 흑연등 양호한 열도체로 치환하여도 좋다.

이같은 단열통구조에 특징을 갖는 본 발명의 결정제조 장치를 이용하면, 로내부의 온도분포를 제어할 수가 있으며, 성장결정의 열이력을 제어할 수가 있다. 따라서 이같은 장치는 일반적으로 CZ법으로 제조되는 여러 가지 종류의 결정제조에 응용가능하다. 특히 결정의 열이력이 OSF, 산소석출, BMD, FPD, LSTD, 및 산화막내압 등에 큰 영향을 미치는 실리콘 결정제조에, 혹은 결정의 열이력에 의해 전위밀도나 도너 내지 어셉터로서의 역할시 흠결수준에 영향을 주는 GaP, GaAs, InP 등의 화합물 반도체의 제조에 유용하다.

따라서, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 결정은 정밀도 양호하게 성장중의 열이력을 제어시킨, 아주 고품질로서, 결정결함등이 고도로 제어된 것으로 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

CZ법에서 직경 18인치인 석영도가니에 원료 다결정 실리콘 50kg을 장입하고, 직경 6인치 방위 <100>인 실리콘 단결정을 인상하고, 종래의 단열통을 이용한 것과, 본 발명의 단열통을 이용한 결정제조장치로서, 결정의 열이력을 측정하였다. 히터는 후연-히터(저항가열)로 하였다. 결과를 도2에 각 온도대의 통과시간으로 하여 나타내었다.

(비교예)

먼저, 비교예로서 도3b에 나타낸, 종래의 서냉형 로내구조에 의한 것으로 인상하였다. 단열통의 재질은 탄소섬유 성형재로 하고 두께는 7㎝연직방향으로 일체물로 하였다. 결과를 도 2에 곡선으로 나타내었다.

(실시예 1)

다음에 실시예1로서 도1b에 도시한 바와같이 종래의 서냉형의 로내구조에 의해 인상하였다. 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상은 내벽을 테이퍼상으로 하고, 그 하단부에서의 내경이 히터의 외경보다 60㎜ 크고, 상단부에서는 내경이 히터의 내경보다 20㎜적은 물로 하였다. 측정결과를 도 2에 곡선 B로 나타내었다.

그 결과 종래에 비하여 각 온도 영역에서 서냉화가 도모되어 보온이 충분히 유지될 수 있었다. 따라서 결정결함을 소멸시키는 온도역을 충분히 서냉화할 수 있어 얻어지는 결정의 품질을 향상시킬 수가 있다.

(실시예 2)

또한 실시예 2로서 도1d에 나타난 단열통에 갭 부분을 갖는 본 발명의 결정제조장치에 의해 결정을 인상하였다. 단열통중 갭부분을 갖는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하였다. 갭부분은 단열통의 테이퍼 영역의 하단부에 폭 3㎝로 설하였다. 측정결과를 도2에 곡선 C로 나타내었다.

그 결과를 보면 1050℃∼1200℃부근의 온도영역에서는 종래에 비하여 서냉화가 충분히 이루어지고 있으나, 1200℃이상의 온도영역에서는 종래에 비해 냉각속도가 증대되고 있다. 나아가 비교예에 있어서의 결정성장속도의 평균값은 0.9㎜/min 인데 대하여, 실시예 2에서는 1.2㎜/min라는 고속으로 결정을 인상할 수 있었다.

따라서 결정결함을 감소시키는 특정온도역 (이 경우는 1050℃∼1200℃)을 충분히 서냉화 함과 동시에 역으로 결정의 성장속도에 영향을 끼치는 고온도 영역은 급냉화 할 수 있었다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 상기 실시예는 단지 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 같은 구성을 갖고 같은 작용효과를 발휘하는 것은 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.

Claims

원료를 수용하는 도가니와,

원료를 가열용융하는 히터와,

이들을 둘러싸도록 배치되는 단열통, 을 구비하는 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치로서,

상기 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터의 외경보다 크고, 그 상단부에는 내경이 히터의 내경이하인 반면 그 외경은 히터의 외경 이상이며, 상기 내경은 상부를 향하여 점차 감소함,을 특징으로 하는 결정제조장치.
원료를 수용하는 도가니와,

원료를 가열용융하는 히터와,

이들을 둘러싸도록 배치되는 단열통,을 구비한 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치로서,

상기 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터의 외경보다 크고, 그 상단부에서는 내경이 히터의 내경 이하이며, 상기 내경이 상부를 향하여 점차 감소되도록 내벽이 테이퍼됨, 을 특징으로 하는 결정제조장치.
원료를 수용하는 도가니와,

원료를 가열용융하는 히터와,

이들을 둘러싸도록 배치되는 단열통, 을 구비하는 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치로서,

상기 단열통중 히터 상단보다 상부에 위치하는 부분의 형상이, 그 하단부에는 내경이 히터의 외경보다 크고, 그 상단부에는 내경이 히터의 내경 이하인 반면 그 외경은 히터의 외경 이상이며, 상기 내경은 상부를 향하여 점차 감소하도록 내벽이 테이퍼됨,을 특징으로 하는 결정제조장치.
청구항 1항 내지 3항중 어느 한항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서, 상기 단열통의 재질이 탄소섬유 성형재인 것을 특징으로 하는 결정제조장치.
청구항 1항 내지 3항중 어느 한항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서, 상기 단열통이 연직방향으로 분할되어, 그 사이에 갭(단열부)이 형성되어 있음을 특징으로 하는 결정제조장치.
청구항 5에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서, 상기 단열통의 갭(단열부)를 복수개 설한 것을 특징으로 하는 결정제조장치.
청구항 1항 내지 3항중 어느 한항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 의 결정을 제조하는 방법.
청구항 1항 내지 3항중 어느 한항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 있어서의 결정제조장치내의 온도 분포를 제어하는 방법.
청구항 1항 내지 3항중 어느 한항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 의해 제조되는 결정의 열이력을 제어하는 방법.
청구항 7에 기재한 방법에 의해 제조된, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP의 결정.
청구항 4항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서, 상기 단열통이 연직방향으로 분할되어, 그 사이에 갭(단열부)이 형성되어 있음을 특징으로 하는 결정제조장치.
청구항 11에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치에 있어서, 상기 단열통의 갭(단열부)를 복수개 설한 것을 특징으로 하는 결정제조장치.
청구항 4항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 의 결정을 제조하는 방법.
청구항 5항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 의 결정을 제조하는 방법.
청구항 6항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP 의 결정을 제조하는 방법.
청구항 4항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 있어서의 결정제조장치내의 온도 분포를 제어하는 방법.
청구항 5항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 있어서의 결정제조장치내의 온도 분포를 제어하는 방법.
청구항 6항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 있어서의 결정제조장치내의 온도 분포를 제어하는 방법.
청구항 4항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 의해 제조되는 결정의 열이력을 제어하는 방법.
청구항 5항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 의해 제조되는 결정의 열이력을 제어하는 방법.
청구항 6항에 기재된 쵸코랄스키법에 의한 결정제조장치를 이용하여, 쵸코랄스키법에 의해 제조되는 결정의 열이력을 제어하는 방법.
청구항 13에 기재한 방법에 의해 제조된, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP의 결정.
청구항 14에 기재한 방법에 의해 제조된, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP의 결정.
청구항 15에 기재한 방법에 의해 제조된, 실리콘 또는 게르마늄, GaP, GaAs, InP의 결정.