KR101020429B1 - 비저항 특성이 균일한 단결정 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 단결정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비저항 특성이 균일한 단결정 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 단결정을 개시한다. 본 발명에 따른 단결정 제조방법은, 석영 도가니에 수용된 융액에 시드를 디핑한 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키 법을 이용한 단결정 제조방법에 있어서, 커스프 자기장을 상기 석영 도가니에 인가한 상태에서 60Ωcm 이상의 비저항 대역을 갖는 단결정을 성장시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 단결정의 성장 시 커스프 자기장을 인가함으로써, 단결정의 반경 방향으로 비저항 특성의 편차를 저감시킬 수 있다. 특히, 비저항이 60Ωcm 이상의 대역인 경우 보다 효과적으로 비저항 특성을 제어할 수 있다. 또한, 종래 비저항 특성의 균일화를 위해 사용되었던 직경 확장과 같은 방법을 이용하지 않아도 되기 때문에 단결정의 성장 길이를 증가시킬 수 있고, 최적화된 표면 그라인딩으로 단결정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

쵸크랄스키 법, 비저항, 커스프 자기장, RRG(Radial Resistivity Gradient)

Description

비저항 특성이 균일한 단결정 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 단결정{Method for manufacturing single crystal with uniform distribution of resistivity characteristics and Single crystal manufactured thereof}

본 발명은 단결정 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반경 방향으로 비저항 특성이 균일한 단결정을 성장시킬 수 있는 단결정 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 단결정에 관한 것이다.

오늘날 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 반도체 웨이퍼는 주로 쵸크랄스키(Czochralski, 이하 CZ라 함) 법으로 성장시킨 단결정을 슬라이싱(slicing) 및 연마(polishing)하여 제조한다. CZ 법을 이용한 단결정 성장 시에는 단결정 원료와 불순물을 석영 도가니에서 용융 시킨 후 시드(seed)와 석영 도가니를 서로 반대 방향으로 회전시키면서 시드를 융액에 디핑시켰다가 상부로 서서히 인상하여 고액 계면을 통해 단결정을 원하는 길이로 성장시킨다.

최근에는 반도체 디바이스의 집적도가 꾸준히 증가함에 따라 반도체 디바이스 제조업체에서 요구하는 웨이퍼의 품질 수준이 향상되고 있다. 웨이퍼의 주요 품질 특성 인자 중 비저항(Resistivity) 특성은 CZ 법을 이용한 단결정 성장 시 고액 계면을 통해 단결정 내에 유입되는 불순물의 농도에 의해 결정되는데, 웨이퍼의 반경 방향으로 균일성을 유지하는 것이 중요하다. 단결정의 반경 방향에서 비저항 특성의 편차가 존재하면 웨이퍼에 형성하는 반도체 소자의 전기적 특성(예컨대, 누설전류)이 달라져 디바이스의 수율이 저하되기 때문이다.

웨이퍼의 비저항 특성에 대한 평가 척도로는 RRG(Radial Resistivity Gradient)를 사용한다. RRG는 웨이퍼의 중심부와 4지점의 엣지부에서 측정한 비저항 값을 이용하여 하기 수학식1에 의해 계산한다.

(상기 수학식 중, Avg. Edge 4point Res.는 4지점의 엣지부에서 측정한 비저항 평균 값이고, Center Res.는 중심부에서 측정한 비저항 값이다.)

도 1은 비저항 대역이 10Ωcm인 종래의 단결정 제품에서 측정한 단결정의 길이별 RRG 분포(◆)와, 비저항 대역이 60Ωcm인 종래의 단결정 제품에서 측정한 단결정의 길이별 RRG 분포(■)와, 목표 직경보다 단결정을 크게 성장시킨 후 불필요한 부분을 그라인딩하여 제조한 비저항 대역이 60Ωcm인 종래의 단결정 제품에서 측정한 단결정의 길이별 RRG 분포(□)를 각각 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 비저항 대역이 10Ωcm인 단결정 제품은 RRG가 1 ~ 2% 이내의 안정적인 값을 가진다. 단결정의 비저항 특성은 단결정 성장 공정에서 도가니 회전률, 시드 회전률, 불활성 가스의 유량, 챔버 내 압력 등과 같은 공정 파라미터 를 조절하여 제어하는데, 비저항 대역이 낮은 경우는 상기 공정 파라미터의 조절만으로도 단결정의 반경 방향에서 비저항 특성을 제어하는데 어려움이 없다. 반면, 비저항 대역이 60Ωcm 이상으로 커지면 상기 공정 파라미터들의 조절만으로는 RRG가 5% 이상으로 증가하여 단결정의 반경 방향에서 비저항 특성의 균일도가 상대적으로 악화된다. 비저항 대역이 60Ωcm 이상으로 커지면 고액 계면 근처에서의 융액 대류가 조금만 불안정해 지더라도 반경 방향을 기준으로 단결정으로 유입되는 불순물의 농도가 달라지기 때문이다. 상기와 같이 RRG가 5% 이상으로 증가하면 웨이퍼의 불량 발생률이 높아지는 문제가 있다.

따라서, 종래에는 비저항 대역이 60Ωcm 이상인 단결정의 성장 시에는 단결정의 직경을 목표 직경보다 더 크게 성장시킨 후 확장된 단결정 부위를 제거하는 방법이 주로 이용되어 왔다. 단결정의 직경을 확장시키면 비저항 변화가 큰 엣지 부분을 목표 직경 외부에 위치시킬 수 있어 최종 웨이퍼 제품의 RRG를 감소시킬 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 비저항 대역이 60Ωcm인 단결정의 직경을 목표 직경보다 더 크게 확장시킨 경우 RRG가 대략 3% 내외로 비저항의 반경 방향 균일도가 향상되었다.

그런데, 단결정의 직경을 확장시키는 방법은 단결정의 직경을 목표 직경보다 크게 성장시켜야 하므로 동일한 원료량 대비 단결정의 성장 길이가 짧아져 생산성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 단결정의 목표 직경까지 외주면을 그라인딩해야 하므로 단결정의 생산 시간과 비용이 증가할 뿐만 아니라 필요 이상으로 그라인딩이 이루어질 경우 단결정의 이용 효율이 떨어지는 문제점 또한 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 단결정 성장 시 고액 계면 근처의 융액 대류를 안정화시켜 단결정의 반경 방향으로 비저항 특성의 편차를 저감시킬 수 있는 단결정 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 단결정을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 비저항 특성이 균일한 단결정 제조방법은, 석영 도가니에 수용된 융액에 시드를 디핑한 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키 법을 이용한 단결정 제조방법에 있어서, 커스프 자기장을 상기 석영 도가니에 인가한 상태에서 60Ωcm 이상의 비저항 대역을 갖는 단결정을 성장시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 커스프 자기장을 형성하는 상부 및 하부 코일에 100 ~ 400A의 전류를 인가한다.

바람직하게, 상기 커스프 자기장의 ZGP(Zero Gauss Plane)는 융액 표면을 기준으로 0 ~ 100mm 사이에 위치시킨다.

바람직하게, 상기 단결정의 직경은 단결정의 목표 직경과 동일하게 성장시킨다.

바람직하게, 상기 단결정의 RRG(Radial Resistivity Gradient)는 5% 이하이다.

상기 기술적 과제는 본 발명에 따른 단결정 제조방법에 의해 성장된 단결정에 의해서도 달성된다. 본 발명에 따라 제조된 단결정은 60Ωcm 이상의 비저항 대역을 가지고 RRG가 5% 이하이고, 목표 직경 이상으로 확장된 엣지부를 구비하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 단결정의 성장 시 커스프 자기장을 인가함으로써, 단결정의 반경 방향으로 비저항 특성의 편차를 저감시킬 수 있다. 특히, 비저항이 60Ωcm 이상의 대역인 경우 보다 효과적으로 비저항 특성을 제어할 수 있다. 또한, 종래 비저항 특성의 균일화를 위해 사용되었던 직경 확장과 같은 방법을 이용하지 않아도 되기 때문에 단결정의 성장 길이를 증가시킬 수 있고, 최적화된 표면 그라인딩으로 단결정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자의 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있 을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비저항 특성이 균일한 단결정 제조방법의 실시를 위해 사용되는 단결정 제조장치의 개략적인 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 단결정 제조장치는, 다결정 실리콘(poly silicon)과 불순물(dopant) 등의 고체 원료가 고온으로 용융된 융액(M)이 수용되는 석영 도가니(10), 상기 석영 도가니(10)의 외주면을 감싸며 석영 도가니(10)를 일정한 형태로 지지하는 도가니 하우징(20), 상기 도가니 하우징(20) 하단에 설치되어 하우징(20)과 함께 석영 도가니(10)를 회전시키면서 석영 도가니(10)를 상승 또는 하강시키는 도가니 회전수단(30), 상기 도가니 하우징(20)의 측벽으로부터 일정 거리 이격되어 석영 도가니(10)를 가열하는 히터(40), 상기 히터(40)의 외곽에 설치되어 히터(40)로부터 발생하는 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 단열수단(50), 종자결정인 시드(seed)를 이용하여 상기 석영 도가니(10)에 수용된 융액(M)으로부터 단결정(C)을 일정 방향으로 회전시키면서 인상하는 단결정 인상수단(60), 고액 계면의 온도구배 제어를 위해 단결정(C)으로 방출되는 열의 외부 방출을 차폐하고 융액(M)과 멜트 갭을 형성하는 열실드 수단(70) 및 단결정(C)의 외주면을 따라 융액(M)의 상부 표면으로 불활성 가스(예컨대, Ar 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급수단(미도시)을 포함한다.

상술한 구성 요소들은 본 발명이 속한 기술분야에서 잘 알려진 CZ 법을 이용한 단결정 제조장치의 통상적인 구성 요소이므로 각 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 융액(M)은 다결정 실리콘과 불순물 등의 고체 원료를 상기 석영 도가니(10)에 충진시키고, 상기 히터(40)로부터 복사되는 열을 이용해 용융시킨 것이다. 하지만, 본 발명은 융액(M)의 종류에 의해 한정되는 것은 아니므로 CZ 법에 의해 성장시키는 반도체 단결정의 종류에 따라 융액(M)의 종류와 조성이 달라짐은 자명하다.

본 발명에서 사용하는 단결정 제조장치는 상술한 구성요소에 더하여 석영 도가니(10)에 자기장을 인가하는 자기장 인가수단(80a, 80b: 이하, 80으로 통칭함)을 더 포함한다. 바람직하게, 상기 자기장 인가수단(80)은 석영 도가니(10)에 수용된 고온의 융액(M)에 커스프(Cusp) 타입의 자기장(G_{upper , Glower}: 이하, G라고 통칭함)을 인가한다.

여기서, 커스프 자기장(G)이란 상하 방향이 반대인 두 개의 수직 방향의 자기장으로 구성된 형태의 자기장을 말한다. 커스프 자기장(G)의 형태는 자기장의 수직성분이 0이 되는 위치를 2차원적으로 나타낸 ZGP(Zero Gauss Plane: 90)와 상부 자기장(G_upper)과 하부 자기장(G_lower)으로 설명할 수 있다.

상기 커스프 자기장(G)은 상부 자기장(G_upper)과 하부 자기장(G_lower)이 대칭적인 형태를 가진다. 대안적으로, 상기 커스프 자기장(G)은 상부 자기장(G_upper)과 하부 자기장(G_lower)의 세기가 다른 비대칭적 형태를 가질 수도 있다. 즉, 하부 자기장(G_lower)의 세기가 상부 자기장(G_upper)의 세기보다 크거나 그 반대가 될 수 있다.

상기 커스프 자기장(G)은 단결정(C)의 성장이 이루어지는 고액 계면 근처의 융액 대류를 안정화시킨다. 이에 따라, 고액 계면 근처의 불순물 농도가 단결정(C)의 반경 방향으로 균일화됨으로써, 단결정(C)의 비저항 특성에 대한 품질이 향상된다. 즉, 단결정(C)의 반경 방향에서 비저항의 편차가 감소된다. 특히, 비저항의 변동이 큰 엣지부 근처의 융액 대류가 안정화되어 단결정(C)의 길이 방향에서 RRG를 5% 이하로 유지할 수 있다.

상기 커스프 자기장(G)의 ZGP(90)는 융액(M)의 표면을 기준으로 0 ~ 100mm 사이에 위치시킨다. ZGP(90)가 상기 범위에 위치하면 고액 계면, 특히 엣지부의 융액 대류가 안정화되어 단결정(C)의 비저항 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 자기장 인가수단(80)은 커스프 자기장(G)을 생성하기 위해 상기 석영 도가니(10)의 둘레에 설치된 상부 코일(80a) 및 하부 코일(80b)을 포함한다. 그리고, 상기 자기장 인가수단(80)은 상부 코일(80a)과 하부 코일(80b)에 인가하는 전류의 세기를 조절하여 커스프 자기장(G)의 세기와 형태를 제어한다.

바람직하게, 커스프 자기장(G)이 대칭적 자기장인 경우 상기 상부 코일(80a)과 하부 코일(80b)에는 100 ~ 400A의 전류를 인가한다. 만약, 전류의 세기가 100A 이하이면, 커스프 자기장(G)이 융액(M)에 미치는 힘이 미약하여 융액(M)의 대류를 안정화시킬 수 없어 비저항 특성의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과를 기대하기 어렵다. 반면, 전류의 세기가 400A 이상이면, 융액(M)의 대류를 안정화시키는 측면 이외에 단결정 성장의 다른 품질 특성에 영향을 주게 되어 단결정의 품질이 악화될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비저항 분포가 균일한 단결정 제조방법은, 상기 자기장 인가수단(80)을 제어하여 석영 도가니(10)에 수용된 융액(M)으로 커스프 자기장(G)을 인가한다. 그러면, 단결정(C)이 성장되는 동안 단결정(C)의 반경 방향으로 비저항의 특성을 일정한 수준 이하로 균일화시킬 수 있다. 이렇게 성장된 단결정(C)으로부터 제조된 웨이퍼는 웨이퍼의 면 내 비저항의 균일도를 나타내는 RRG(Radial Resistivity Gradient)가 일정 수준 이하의 값을 가진다. 특히, 비저항이 60Ωcm 이상의 대역을 갖는 단결정(C)으로 성장시킬 경우 단결정(C)의 길이 방향에서 RRG를 5% 이하로 제어할 수 있다.

그러면, 이하에서는 본 발명에 따른 비저항 특성이 균일한 단결정 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 비저항이 60Ωcm 이상의 대역을 갖는 단결정(C)의 제원에 맞도록 석영 도가니(10)에 다결정 실리콘과 불순물을 충진시킨다. 이 때, 단결정(C)의 비저항 대역은 다결정 실리콘과 함께 첨가되는 불순물의 농도에 의해 제어될 수 있다. 그런 다음, 히터(40)를 가동시켜 다결정 실리콘과 불순물을 용융시킨다. 다결정 실리콘의 용융이 완료되면, 도가니 회전수단(30)을 이용하여 석영 도가니(10)를 일정한 방향으로 회전시키면서 상기 자기장 인가수단(80)을 제어하여 석영 도가니(10)에 수용된 융액(M)으로 커스프 자기장(G)을 인가한다. 그런 다음, 상기 단결정 인상수단(60)을 제어하여 시드를 융액(M)에 디핑한 후 서서히 회전시키면서 시드를 상부로 인상하여 단결정(C)을 성장시킨다. 단결정(C)의 성장 초기에는 시드를 빠르게 인상하게 3 ~ 5mm 정도의 직경으로 단결정을 가늘고 길게 성장시켜 시드에 가해진 열충격에 의해 형성된 슬립 전위를 제거한다. 이어서, 시드의 인상속도를 조절하여 결정의 수직성장속도와 수평성장속도를 제어하여 소망하는 지름이 얻어질 때까지 단결정(C)의 숄더를 형성하며, 숄더의 형성이 완료되면 웨이퍼로 제품화되는 단결정(C)의 바디부를 성장시킨다. 바디부의 성장이 완료되면, 인상속도를 점점 빠르게 하여 단결정(C)의 지름을 서서히 감소시키면서 단결정(C)의 하부 끝단을 융액(M)으로부터 이탈시킴으로써 단결정(C)의 성장을 완료한다.

단결정(C)의 성장이 이루어지는 동안, 상기 자기장 인가수단(80)은 커스프 자기장(G)을 석영 도가니(10)에 수용된 융액(M)으로 인가한다. 바람직하게, 자기장 인가수단(80)을 구성하는 상부 코일(80a)과 하부 코일(80b)에는 100 ~ 400A의 범위의 전류를 인가하여 커스프 자기장(G)을 형성한다. 그리고 커스프 자기장(G)의 ZGP(90)는 고액 계면 근처의 융액 대류를 안정화시킬 수 있는 위치, 바람직하게는 융액(M) 표면을 기준으로 0 ~ 100mm 사이에 위치시킨다.

융액(M)에 커스프 자기장(G)이 인가되면, 단결정(C)의 성장이 이루어지는 고액 계면 근처의 융액 대류가 안정화된다. 그 결과, 고액 계면에서의 불순물 농도가 균일화되어 단결정(C)의 반경 방향에서 비저항 품질이 향상된다.

도 3은 본 발명에 따라 커스프 자기장을 인가하여 성장시킨 비저항 대역이 60Ωcm인 단결정(실시예)의 길이별 RRG 분포(■)와, 커스프 자기장을 인가하지 않고 성장시킨 비저항 대역이 60Ωcm인 단결정(비교예)의 길이별 RRG 분포(□)를 각각 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 단결정의 RRG는 단결정의 길이 방 향 전체에 걸쳐 5% 이상으로 비저항 특성의 웨이퍼 면내 분포가 균일하지 않았다. 반면, 실시예에 따른 단결정의 RRG는 4% 이내로 비저항 대역이 60Ωcm 이상인 경우에도 비저항 특성의 웨이퍼 면내 분포가 단결정의 길이 방향 전체에 걸쳐 향상시킬 수 있었다. 이는 커스프 자기장의 인가로 인해 고액 계면 근처의 융액 대류가 안정화되어 고액 계면 근처의 불순물 농도가 균일화 되었기 때문이다.

< 실험예 >

이하에서는 본 발명에 따른 효과를 확인하기 위한 비교 실험예를 설명한다. 이하의 실험예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 기술하는 것이며, 본 발명이 실험예에 기재된 용어나 실험 조건 등에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

비교예1

150kg의 다결정 실리콘과 불순물을 석영 도가니에 충진시킨 후 200mm의 바디 직경을 갖는 단결정을 성장시켰다. 단결정 성장 공정은 커스프 자기장을 인가하지 않은 상태에서 진행하였고, 다결정 실리콘과 함께 첨가되는 불순물의 농도를 제어하여 각각 10Ωcm, 50Ωcm, 80Ωcm의 비저항 대역을 갖는 단결정을 성장시켰다.

성장된 단결정으로부터 비저항 측정을 위한 샘플 웨이퍼를 제조하였고, 웨이퍼의 중심부와 4지점의 엣지부에서 비저항을 측정하였다. 그리고 측정된 비저항을 이용하여 RRG를 계산하였다.

비교예2

150kg의 다결정 실리콘과 불순물을 석영 도가니에 충진시킨 후 200mm의 바디 직경을 갖는 단결정을 성장시켰다. 단결정 성장 공정은 바디 직경을 목표 직경보다 3mm 크게 하여 커스프 자기장을 인가하지 않은 상태에서 진행하였고, 다결정 실리콘과 함께 첨가되는 불순물의 농도를 제어하여 각각 50Ωcm, 80Ωcm의 비저항 대역을 갖는 단결정을 성장시켰다.

성장된 단결정으로부터 비저항 측정을 위한 샘플 웨이퍼를 제조하였고, 웨이퍼의 중심부와 4지점의 엣지부에서 비저항을 측정하였다. 그리고 측정된 비저항을 이용하여 RRG를 계산하였다.

실시예

150kg의 다결정 실리콘과 불순물을 석영 도가니에 충진시킨 후 200mm의 바디 직경을 갖는 단결정을 성장시켰다. 단결정 성장 공정은 ZGP가 고액 계면을 기준으로 30mm에 형성되도록 대칭적인 커스프 자기장(전류 = 200A)을 인가한 상태에서 진행하였고, 다결정 실리콘과 함께 첨가되는 불순물의 농도를 제어하여 각각 10Ωcm, 50Ωcm, 80Ωcm의 비저항 대역을 갖는 단결정을 성장시켰다.

성장된 단결정으로부터 비저항 측정을 위한 샘플 웨이퍼를 제조하였고, 웨이퍼의 중심부와 4지점의 엣지부에서 비저항을 측정하였다. 그리고 측정된 비저항을 이용하여 RRG를 계산하였다.

하기 표 1은 비교예1 및 2와 실시예에서 측정한 각 비저항 대역 별 웨이퍼의 RRG 값을 나타내고 있다.

비저항	10Ω㎝	50Ω㎝	80Ω㎝	비고
비교예1	1.27%	5.48%	5.7%	목표 직경
비교예2	-	2.74%	2.94%	목표 직경+3㎜
실시예	1.05%	2.36%	2.98%	목표 직경

상기 표 1을 참조하면, 비교예1의 경우 낮은 10Ωcm의 비저항 대역을 갖는 웨이퍼는 RRG가 1.27%로 비저항 특성의 면내 분포가 안정적이었으나, 50Ωcm의 이상의 비저항 대역을 갖는 웨이퍼에서는 RRG가 5% 이상으로 증가하여 비저항 특성의 면내 분포가 악화되는 결과가 확인되었다. 반면, 비교예2 및 실시예의 경우는, 모든 비저항 대역에서 웨이퍼의 RRG가 2.98% 이내로 비저항 특성의 면내 분포가 안정적인 것을 알 수 있다.

상기와 같은 실험 결과에 따르면, 본 발명에 따른 단결정 제조방법으로 단결정을 제조하면 종래에 비저항 특성의 균일화를 위해 사용되었던 직경 확장 방법을 이용하지 않더라도 직경 확장 방법과 동일한 수준으로 비저항 특성의 균일도를 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 비저항 대역이 10Ωcm인 종래의 단결정 제품에서 측정한 단결정의 길이별 RRG 분포(◆)와, 비저항 대역이 60Ωcm인 종래의 단결정 제품에서 측정한 단결정의 길이별 RRG 분포(■)와, 목표 직경보다 단결정을 크게 성장시킨 후 불필요한 부분을 그라인딩하여 제조한 비저항 대역이 60Ωcm인 종래의 단결정 제품에서 측정한 단결정의 길이별 RRG 분포(□)를 각각 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비저항 특성이 균일한 단결정 제조방법의 실시를 위해 사용되는 단결정 제조장치의 개략적인 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따라 커스프 자기장을 인가하여 성장시킨 비저항 대역이 60Ωcm인 단결정(실시예)의 길이별 RRG 분포(■)와, 커스프 자기장을 인가하지 않고 성장시킨 비저항 대역이 60Ωcm인 단결정(비교예)의 길이별 RRG 분포(□)를 각각 나타낸 도면이다.

Claims (6)

1. 석영 도가니에 수용된 융액에 시드를 디핑한 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키 법을 이용한 단결정 제조방법에 있어서,

   커스프 자기장을 상기 석영 도가니에 인가한 상태에서 60Ωcm 이상의 비저항 대역을 갖는 단결정을 성장시키는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 커스프 자기장을 형성하는 상부 및 하부 코일에 100 ~ 400A의 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 커스프 자기장의 ZGP(Zero Gauss Plane)는 융액 표면을 기준으로 0 ~ 100mm 사이에 위치시키는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 단결정의 직경은 단결정의 목표 직경과 동일하게 성장시키는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 단결정의 RRG(Radial Resistivity Gradient)는 5% 이하인 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.
6. 60Ωcm 이상의 비저항 대역을 가지고 RRG가 5% 이하이고, 목표 직경 이상으로 확장된 엣지부를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 단결정.

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