KR101522480B1 - 실리콘 단결정 제조 방법, 실리콘 단결정, 및 웨이퍼 - Google Patents

실리콘 단결정 제조 방법, 실리콘 단결정, 및 웨이퍼 Download PDF

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Abstract

초크랄스키법으로 제조함으로써 실리콘 단결정을 제조하는 방법을 제공하기 위해, 웨이퍼가 높은 저항, 양호한 반경 방향 저항 균일성 및 더 작은 저항변화를 갖는 p형 실리콘 단결정이 가 얻어질 수 있다. p형 실리콘 단결정은, 붕소 농도가 4E14 atoms/cm3 이하이고, 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율이 0.42 이상 0.50 이하인 초기 실리콘 융액으로부터 초크랄스키법에 의해 성장된다.

Description

실리콘 단결정 제조 방법, 실리콘 단결정, 및 웨이퍼{METHOD OF MANUFACTURING SILICON SINGLE CRYSTAL, SILICON SINGLE CRYSTAL, AND WAFER}
본 발명은 실리콘 단결정을 제조하는 방법, 실리콘 단결정, 및 웨이퍼에 관한 것이며, 특히, 초크랄스키법(Czochralski method)에 의해 실리콘 단결정을 제조하는 방법, 실리콘 단결정, 및 웨이퍼에 관한 것이다.
자동차나 가전 제품 등에 장착되는 전원 장치는 높은 내전압을 가져야 하고, 기판의 저항은 그 특성에 영향을 미친다. 그러므로, 기판으로서 이용되는 실리콘 웨이퍼는 저항이 높고 그 변화가 더 작을 것이 요구된다.
붕소가 불순물로서 첨가되면서 초크랄스키법에 의해 p형 실리콘 단결정이 성장될 때, 실리콘 단결정에 대한 붕소의 분리 계수가 1보다 더 작기 때문에, 단결정의 성장 중에 실리콘 융액(melt)에서 붕소가 응축된다. 그 후, 실리콘 단결정에서의 붕소 농도는 단결정의 성장과 함께 증가한다. 결과적으로, 실리콘 단결정의 저항은 얻어진 실리콘 단결정(잉곳(ingot))의 결정 성장 중의 중심 축(이하, "결정 성장 중의 중심 축"이라고 칭함)의 선단부 및 후단부에서 변하게 된다.
그러한 분리로 인한 저항의 변화를 억제하는 종래의 기법으로서, 초기 실리콘 융액에 25% 내지 30%의 붕소 농도에 대응하는 인을 첨가하고 초크랄스키법으로 결정을 성장시킴으로써, 결정 성장의 방향으로 저항의 변화를 억제하는 기법이 이용 가능하다. 일본 특허 3931956호가 이 종래의 기법에 속한다.
그러나, 위와 같은 종래의 기법은, 전원 장치 응용을 위한 실리콘 단결정 웨이퍼에서 요구되는, 웨이퍼들 사이에서의 저항 변화 및 반경 방향 저항 균일성을 더 엄격하게 실현할 수 없다.
본 발명은 그러한 과제를 해결하기 위해 이루어졌다.
본 발명의 위 과제는 다음의 방법에 의해 해결된다.
붕소 농도가 4E14 atoms/cm3 이하이고, 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율이 0.42 이상 0.50 이하인 초기 실리콘 융액(melt)으로부터 초크랄스키법에 의해 p형 실리콘 단결정이 성장되는 것을 특징으로 하는, 실리콘 단결정을 제조하는 방법.
높은 저항, 양호한 반경 방향 저항 균일성 및 더 작은 저항 변화가 얻어질 수 있는 p형 실리콘 단결정이 초크랄스키법으로 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 실리콘 단결정 제조 방법을 수행하기 위한 실리콘 단결정 제조 장치의 개략적 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 실리콘 단결정 제조 방법을 수행하는 흐름도이다.
도 3은 실리콘 단결정의 응고된 분율과 실리콘 단결정의 불순물 농도 사이의 비율의 시뮬레이션 결과뿐만 아니라, 응고된 분율과 실리콘 단결정의 저항 사이의 비율의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과를 도시하는 다이어그램이다.
도 4는 초기 실리콘 융액 P/B 비율에 대한 응고된 분율과 실리콘 단결정의 저항 사이의 비율의 종속성의 시뮬레이션 결과를 도시하는 다이어그램이다.
도 5는 초크랄스키법으로 실리콘 단결정을 성장시킬 때의 실리콘 고체-액체 경계면 및 결정 성장 중의 중심 축 상의 위치와 저항 사이의 비율을 도시하는 예시도이다.
이하에서, 본 발명의 실시형태에 따른 실리콘 단결정을 제조하는 방법, 실리콘 단결정, 및 웨이퍼에 대해 도면을 참조하여 상세하게 기술하겠다.
이 실시형태에 따른 실리콘 단결정을 제조하는 방법은 전원 장치를 위한 웨이퍼를 제조하는 것에 관한 것이다.
전원 장치를 형성하기 위해 채택되는 웨이퍼는, 주로 다음의 이유들로 인해, 50Ω·cm 이상의 저항, 10% 이하의 웨이퍼들 사이의 저항 변화, 및 3% 이하의 웨이퍼 내에서의 반경 방향 저항 변화와 같은 사양을 충족해야 한다.
첫째, 전원 장치에 높은 전압이 인가되므로, 전원 장치는 높은 내전압을 가져야 한다. 또한, 전원 장치의 내전압은 전원 장치로 형성되는 웨이퍼의 저항 값과 관련이 있다. 그러므로, 전원 장치를 위해 채택되는 웨이퍼는 높은 저항을 가져야 한다. 현재, 일반적인 전원 장치는 250V 이상의 내전압을 가지며, 웨이퍼는 50Ω·cm 이상의 저항을 가질 것이 요구된다. 한편, 웨이퍼의 저항이 더 높아질수록, 공핍 층의 폭이 더 커진다. 공핍 층의 폭이 장치 구조물보다 과도하게 더 커지면 공핍 층이 pn 접합부가 아닌 부분과 접촉하게 될 수 있고, 내전압 특성을 저감시키게 된다. 위와 같은 이유로, 전원 장치의 내전압을 증가시키기 위해, 웨이퍼의 저항이 더 높아져야 하고, 동시에, 그 변화는 더 작아야 한다.
둘째, 전원 장치에서는, 실리콘 기판의 배면으로부터 컬렉터 전류(collector current)가 추출되는 트랜지스터(예를 들어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)(절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터) )가 제공되고, 트랜지스터의 특성상 웨이퍼에서의 저항 변화에 의한 영향이 비교적 크다. 그러므로, 그러한 트랜지스터를 형성하기 위한 웨이퍼는, 트랜지스터의 특성이 사양 내에 있도록, 높은 저항 및 더 작은 변화를 갖는 웨이퍼이어야 한다.
셋째, 웨이퍼에서의 반경 방향 저항 변화는, 장치 제조자가 웨이퍼들을 받아들일 때 웨이퍼들을 골라낼 수 없기 때문에, 장치 형성 후 골라내기에서 수율이 낮아지게 된다. 그러므로, 장치의 수율 저감으로 인한 단가 상승을 억제하기 위해, 장치에 이용될 웨이퍼는 더 작은 저항 변화를 가져야 한다.
도 1은 이 실시형태에 따른 실리콘 단결정 제조 방법을 수행하기 위한 실리콘 단결정 제조 장치의 개략적 다이어그램이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실리콘 단결정 제조 장치(100)는 초크랄스키법(이하, "CZ법"이라고 칭함)으로 실리콘 단결정을 제조하기 위한 장치이다. 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 실리콘 융액을 수용하는 도가니(30), 및 실리콘 단결정(2)을 위 및 아래로 이동시키고, 실리콘 단결정(2)을 회전시키며, 도가니(30)를 회전시키는 구동 장치(10)를 갖는다. 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 실리콘 단결정(2)의 승강, 실리콘 단결정(2)의 회전, 도가니(30)의 회전을 제어하는 제어 장치(1)를 갖는다.
실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 도가니(30) 및 실리콘 단결정(2)을 수용하는 챔버(20), 도가니(30)의 측벽을 따라 배열된 히터(42), 도가니(30) 아래에 배열된 히터(44), 및 챔버(20)의 측벽 및 하단을 따라 배열된 단열재(26)를 갖는다.
실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 시드 결정(8)을 붙잡아 유지하기 위해, 챔버(20)의 상부로부터 늘어뜨려진 와이어(3) 및 와이어(3)의 선단부에 제공된 척(6)을 갖는다.
실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 불활성 기체(inert gas)를 챔버(20) 속으로 도입하기 위한 기체 도입 포트(22), 도입된 불활성 기체를 챔버(20) 밖으로 배출하기 위한 배기 포트(24), 및 불활성 기체의 유동을 조절하기 위한 유동 조절관(60)을 갖는다. Ar 기체가 불활성 기체로서 예시된다.
다결정 실리콘으로부터 실리콘 융액(32)이 원재료로서 제공된다.
이 실시형태에서는, p형 실리콘 단결정(2)을 제조하기 위해, 단결정이 초기에 성장하는 실리콘 융액(32)(이하, "초기 실리콘 융액"이라고 칭함)에 대해 붕소(B)가 p형 불순물(억셉터(acceptor))로서 첨가된다. 또한, n형 불순물 (도너(donor))이고, 실리콘 단결정(2)에 대한 분리 계수가 붕소보다 더 낮은, 인(P)이 더 첨가된다. 그래서, 도전성 유형이 붕소와 반대이고, 실리콘 단결정(2)에 대한 분리 계수가 붕소보다 더 낮은 불순물인 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되는 이유는, 실리콘 단결정(2)의 저항을 증가시키고, 결정 성장 중의 중심 축의 방향으로의 저항 변화(저항 변화율의 증가)를 방지하려는 것이다.
또한, 이 실시형태에서는, 실리콘 단결정(2)의 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 평면에서의 반경 방향 저항 변화(저항 변화율의 증가)를 더 억제하기 위해, 결정 성장 중의 중심 축의 방향으로의 저항 변화가 더 억제된다. 그 목적으로, 초기 실리콘 융액은, 붕소 농도가 4E14 atoms/cm3 이하이고, 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율이 0.42 이상 0.50 이하인 것을 충족하도록 만들어지며, 그 상세사항은 아래에서 기술될 것이다.
도가니(30)는, 예를 들어, 합성 석영 유리로 형성된다. 도가니(30)는 그 하단에서 도가니를 지지하는 축(34)에 접속된다. 유동 조절관(60)은 도가니(30) 위에 제공되고, 그것은 사실상 절두체의 형상을 갖는다.
구동 장치(10)는 와이어(3)를 끌어내고 감아올리는 권선기(12), 및 회전 도가니(30)를 위한 도가니 구동기(14)를 포함한다. 권선기(12)는 그것이 회전함에 따라 와이어(3)를 감아올릴 수 있다. 축(34)은 도가니 구동기(14)에 접속되고, 도가니(30)는 축(34)을 사이에 두고 도가니 구동기(14)에 의해 회전된다.
제어 장치(1)는, 권선기(12), 히터(42 및 44), 및 도가니 구동기(14)에 전기적으로 접속된다. 제어 장치(1)는, 권선기(12)에 의해 와이어(3)를 감아올리는 속도, 와이어(3)의 회전 방향, 와이어(3)의 회전 속도, 즉, 실리콘 단결정(2)의 결정 성장 속도, 실리콘 단결정(2)의 회전 방향, 및 실리콘 단결정(2)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 제어 장치(1)는, 도가니 구동기(14)에 의한 도가니(30)의 회전 방향 및 속도를 제어할 수 있다. 제어 장치(1)는, 히터(42 및 44)의 출력을 제어할 수 있고, 히터(44)의 출력을 고정시키고 히터(42)의 출력을 변화시킴으로써, 실리콘 융액(32)의 온도를 제어할 수 있다.
제어 장치(1)는 주로 CPU(Central Processing Unit)(중앙 처리 장치) 및 a 저장 장치로 구성되며, 그것은 저장 장치가 전체 실리콘 단결정 제조 장치(100)의 작동을 저장하게 한다. 제어 장치(1)는, 예를 들어, PC(Personal Computer)(개인용 컴퓨터) 또는 EWS(Engineering Work-Station)(엔지니어링 워크스테이션)으로 구성될 수 있다. 이 실시형태에 따른 실리콘 단결정을 제조하는 방법은, 제어 장치(1)가 각각의 구성 요소의 작동을 제어함에 따라 수행될 수 있다.
도 2는 이 실시형태에 따른 실리콘 단결정 제조 방법을 수행하는 흐름도이다.
이 실시형태에 따른 실리콘 단결정을 제조하는 방법은, CZ법으로 실리콘 단결정(2)을 제조하는 방법이며, 그것은, 챔버(20) 속에 불활성 기체 분위기를 형성하는 불활성 기체 충전 단계(S1), 실리콘 융액(32)을 발생시키는 융액 발생 단계(S2), 실리콘 단결정(2)을 성장시키는 실리콘 단결정 성장 단계(S3), 및 실리콘 융액(32)로부터 실리콘 단결정(2)을 분리하는 분리 단계(S4)를 포함한다.
불활성 기체 충전 단계(S1)에서는, 챔버(20)가 밀폐되고, 진공 펌프(도시 안 됨)가 챔버로부터 배기 포트(24)를 통해 기체를 비워내면서, 기체 도입 포트(22)를 통해 불활성 기체를 도입함으로써, 챔버(20)가 불활성 기체 분위기로 설정된다. 아래에 기술될 것인 각각의 단계에서 챔버(20) 속으로 불활성 기체를 공급함으로써, 챔버(20)가 불활성 기체 분위기로 유지된다는 것을 알아야 한다.
불활성 기체 충전 단계(S1) 후, 융액 발생 단계(S2)에서는, 도가니(30) 속에 공급되는 원재료는 히터(42 및 44)에 의해 용해되며, 그럼으로써 초기 실리콘 융액(32)을 발생시킨다.
이 실시형태에서는, 초기 실리콘 융액(32)이, 붕소 농도가 4E14 atoms/cm3 이하이고, 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율이 0.42 이상 0.50 이하인 것을 충족하도록, 실리콘 융액(32)에 붕소 및 인이 첨가된다.
초기 실리콘 융액(32)이 그러한 조성을 가짐에 따라, 실리콘 단결정(2)의 저항이 증가될 수 있고, 결정 성장 중의 중심 축(L1)을 따르는 저항의 변화율이 더 저감될 수 있으며, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 저감될 수 있다. 즉, 결정 성장 중의 중심 축(L1)을 따르는 저항이 50Ω·cm 이상이고, 결정 성장 중의 중심 축(L1)을 따르는 저항의 변화율이 10% 이하이며, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하인, p형 실리콘 단결정(2)이 성장될 수 있다.
여기에서, 저항의 변화율은 아래의 수학식 1에 의해 정의된다.
Figure 112013067868744-pct00001
융액 발생 단계(S2) 후, 실리콘 단결정 성장 단계(S3)에서는, 시드 결정(8)이 권선기(12)에 의해 실리콘 융액(32)의 표면으로 하향 이동되며, 그것이 그 속에 잠긴다. 그 후, 권선기(12)에 의해 실리콘 융액(32)로부터 실리콘 단결정(2)이 성장되며, 그럼으로써, 실리콘 단결정(2)의 잉곳(4)의 곧은 부분을 성장시킨다. 실리콘 단결정(2) 및 도가니(30)는 서로 반대의 방향으로 회전한다.
이 실시형태에서는, 실리콘 단결정 성장 단계(S3)에서 실리콘 단결정(2)을 성장시키는 속도가 0.9mm/min 이상이고, 결정 엣지 부분의 냉각 속도는 결정 중심 부분의 냉각 속도의 적어도 1.4배만큼 높을 수 있다. 여기에서, 냉각 속도는, 결정 성장 동안의 용해점으로부터 1350°C까지의 범위에서의 평균인, 용해점으로부터 1350°C까지의 결정 성장의 축 방향으로의 평균 온도 구배(°C/mm)를 결정 성장 속도(mm/min)로 곱함으로써 계산된 값으로 한다. 0.9mm/min보다 더 낮은 결정 성장 속도는 빈약한 생산성으로 인해 바람직하지 못하다. 결정 중심 부분의 냉각 속도의 1.4배보다 더 작은 결정 엣지 부분의 냉각 속도는 실리콘 단결정을 냉각시키는 효율이 빈약해지게 하며, 그래서, 결정 성장 속도는 0.9mm/min보다 더 느려지게 되고, 생산성이 빈약해진다. 결정 성장 속도의 상한은 실현될 수 있는 실리콘 단결정 성장 장치의 능력을 고려하여 1.9mm/min이고, 결정 엣지 부분의 냉각 속도의 상한은 결정 중심 부분의 냉각 속도의 2배만큼 높다.
잉곳(4)의 곧은 부분은 실리콘 단결정(2)의 원통형 부분이며, 그 직경은 실리콘 단결정(2)의 결정 성장 중의 중심 축(L1)의 방향으로 사실상 일정하다. 원뿔 모양 부분이 형성된 후, 실리콘 단결정(2)이 미리 설정된 직경에 도달하면, 잉곳(4)의 곧은 부분이 성장된다.
잉곳(4)의 곧은 부분이 성장된 후, 분리 단계(S4)에서, 와이어(3)를 감아올리는 것이 정지되고, 도가니(30)를 하향 이동시킴으로써 실리콘 단결정(2)이 실리콘 융액(32)로부터 분리된다.
이 실시형태에 따르면, 결정 성장 중의 중심 축(L1)을 따르는 저항이 50Ω·cm 이상이고, 결정 성장 중의 중심 축(L1)을 따르는 저항의 변화율이 10% 이하이며, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하인, p형 실리콘 단결정(2)이 제조될 수 있다.
이 실시형태가 그러한 효과를 달성하는 이유에 대해 아래에서 기술하겠다.
도 3a는 실리콘 단결정의 응고된 분율과 실리콘 단결정의 불순물 농도 사이의 비율의 시뮬레이션의 결과를 도시하는 다이어그램이다. 도 3b는 응고된 분율과 실리콘 단결정의 저항 사이의 비율의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과를 도시하는 다이어그램이다. 도 3b의 점선은 실제의 측정 결과를 도시하고, 실선은 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 초기 실리콘 융액에 붕소만 첨가된 경우에는, 실리콘 단결정 성장하고(즉, 응고된 분율이 더 높아지고), 실리콘 단결정의 불순물 농도가 기하급수적으로 증가한다. 결과적으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 실리콘 단결정이 성장하고, 실리콘 단결정의 저항이 저감된다.
이 것은 실리콘 단결정에 대한 붕소의 분리 계수(k)가 1보다 더 작은 약 0.78이고, 그러므로, 실리콘 단결정 성장함에 따라, 실리콘 융액에서의 붕소의 응축이 진행하며, 실리콘 단결정 속에 취해지는 붕소의 비율이 더 높아진다.
초기 실리콘 융액에 인만 첨가된 경우에도, 마찬가지로, 실리콘 단결정이 성장함에 따라, 실리콘 단결정에서의 불순물 농도가 기하급수적으로 증가한다. 한편, 실리콘 단결정에 대한 인의 분리 계수(k)는, 붕소의 분리 계수보다 더 낮은, 약 0.38이다. 그러므로, 실리콘 단결정의 성장에 따른 실리콘 융액에서의 인의 응축 비율(rate)(또는 속도)는 붕소의 경우에서보다 더 높다. 그래서, 실리콘 단결정의 성장에 따른 저항의 저감 속도도 붕소가 첨가된 경우에서보다 더 높다.
붕소는 p형 불순물이므로, 실리콘 단결정에 대한 붕소의 첨가는 실리콘 단결정에서의 p형 캐리어로서의 정공을 생성한다. 인은 n형 불순물이므로, 실리콘 단결정에 대한 인의 첨가는 실리콘 단결정에서의 n형 캐리어로서의 전자를 생성한다.
붕소 및 인이 첨가된 실리콘 단결정에서는, 도전성 유형이 서로 반대인 생산된 캐리어들이 서로 상쇄한다. 그러므로, p형 반도체를 제조함에 있어서 실리콘 단결정에 붕소와 함께 인을 첨가함으로써, 실리콘 단결정에서의 p형 캐리어 밀도는 저감될 수 있고, 저항은 증가될 수 있다.
또한, 실리콘 단결정의 성장에 따른 불순물 농도의 증가 속도가 붕소 첨가의 경우에서보다 인 첨가의 경우에 더 크다. 그러므로, 인 농도의 증가에 의해 n형 캐리어 밀도를 증가시킴으로써 실리콘 단결정을 성장시킴에 따른 붕소 농도의 증가에 의해 p형 캐리어 밀도의 증가를 상쇄함으로써, 실리콘 단결정의 성장에 따른 저항의 저감이 방지될 수 있다. 즉, 초기 실리콘 융액(이하, "P/B 비율"이라고 칭함)에서의 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율을 적절한 값으로 설정함으로써, 실리콘 단결정의 성장에 따른 저항의 저감이 방지될 수 있다. 초기 실리콘 융액에 첨가된 붕소 및 인의 농도가 충분히 낮으므로, 붕소 및 인은 실리콘 단결정에 대해 독립적으로 분리될 것으로 여겨진다.
자세하게는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 실리콘 단결정의 성장 공정에서 실리콘 단결정에서의 붕소 농도와 인 농도 사이의 차이가 일정하도록, 초기 실리콘 융액의 P/B 비율을 선택함으로써, 실리콘 단결정의 성장에 따른 저항의 값이 도 3b에 도시된 바와 같이 일정하게 유지될 수 있다.
도 3b는, 초기 실리콘 융액이 1.6E14 atoms/cm3의 붕소 농도 및 0.45의 P/B 비율을 충족하는 경우에서의 저항의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 4는 초기 실리콘 융액 P/B 비율에 대한 응고된 분율과 실리콘 단결정의 저항 사이의 비율의 종속성의 시뮬레이션 결과를 도시하는 다이어그램이다. 여기에서, 도 4에서의 저항의 비율은 다음의 수학식 2로 나타내어진다.
Figure 112013067868744-pct00002
도 4에 도시된 시뮬레이션 결과에 따르면, 응고된 분율이 0 내지 0.80으로 제한될 때, 초기 실리콘 융액의 P/B 비율을 0.42 내지 0.55로 설정함으로써, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율은 10% 이하로 저감될 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 아래에 기술하듯이, 결정 성장 중의 중심 축에 대해 직교하는 단면에서의 저항의 변화율을 저감시키기 위해, P/B 비율은 0.42 내지 0.50으로 설정될 수 있다. 응고된 분율이 0 내지 0.80으로 제한되는 이유도 아래에서 기술하겠다.
여기에서, 초기 실리콘 융액이 0.42로부터 0.50까지의 P/B 비율을 가질 때, 실리콘 단결정(2)이 성장함에 따라, 실리콘 단결정(2)의 저항이 0.7의 응고된 분율 근처로 증가하기 시작하는 현상(아래에서는, 저항이 증가하기 시작하는 점이 "굴곡 점(flexion point)"이라고 지칭됨). 이 현상은 실리콘 단결정(2)에서의 p형 캐리어(정공)가 감소하기 시작했음을 나타내며, 그것은, 실리콘 단결정(2)에서의 인의 증가 속도가 붕소의 증가 속도를 초과했다는 사실로 인해 유발된다.
이 실시형태에서는, 굴곡 점을 생산하기까지 함으로써 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율이 저감된다. 굴곡 점이 생산된 후의 실리콘 단결정은, 실리콘 단결정에서의 인 농도가 붕소 농도를 초과하지 않는 한, p 도전성 유형도 유지하며, 전원 장치용 웨이퍼를 위해 실리콘 단결정을 이용함에 있어서 아무런 문제로 일으키지 않는다.
그렇게, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율을 더 저감시킴으로써, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 더 저감될 수 있다. 그에 대한 이유를 아래에서 기술하겠다.
도 5는 CZ법에 의한 실리콘 단결정의 결정 성장시의 실리콘 고체-액체 경계면(실리콘 융액과 실리콘 단결정 사이의 경계면)을 도시하는 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실리콘 단결정(2)의 결정 성장시의 실리콘 고체-액체 경계면은 실리콘 단결정(2)의 결정 성장 중의 중심 축(L1)의 방향으로 돌출하는 형상을 갖는다. 점 A는 현재의 고체-액체 경계면과 결정 성장 중의 중심 축(L1) 사이의 교차점을 나타낸다. 점 B'는 점 A를 포함하는 실리콘 단결정의 수평 단면 (결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면)과 실리콘 단결정(2)의 측면 사이의 교차점을 나타낸다. 점 B는 과거의 고체-액체 경계면과 결정 성장 중의 중심 축(L1) 사이의 교차점을 나타낸다. A와 B 사이의 거리는 ΔZ로 나타내고, A와 B 사이의 저항의 차이는 ΔR로 나타낸다.
여기에서, 고체-액체 경계면 상의 각각의 저항이 일정하므로, 저항은 점 B 및 점 B'에서 동일하다. 한편, 점 A와 점 B 사이의 저항 변화는 결정 성장 중의 중심 축(L1)을 따르는 저항의 변화율에 대응하고, 점 A와 점 B' 사이의 저항 변화는 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면(A1)에서의 저항의 변화율에 대응한다. 그러므로, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면(A1)에서의 저항의 변화율을 저감시키기 위해, 결정 성장 중의 중심 축(L1)의 방향으로의 저항의 기울기(ΔR/ΔZ)가 더 작아져야 한다. 도 4에서의 시뮬레이션에 기반하여, 저항의 기울기를 더 작게 하기 위해서는, 응고된 분율의 상한을 설정하고, 특정한 범위 내의 P/B 비율을 설정하는 것이 효과적이다. 응고된 분율이 0.80을 초과하는 구역은 어떤 P/B 비율에서든 큰 저항 기울기를 가지며, 그러므로, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율은 3%를 초과한다. 응고된 분율이 0 내지 0.80으로 제한될 때, 초기 실리콘 융액에서의 P/B 비율을 0.42 이상과 0.50 이하 사이로 설정함으로써, 아래에 기술될 예에서 보이듯이, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율은 3% 이하이다. 보다 바람직하게는, 응고된 분율이 0 내지 0.80으로 제한되는 경우에, P/B 비율을 0.42 이상과 0.47 이하 사이로 설정함으로써, 아래에 기술될 예에서 보이듯이, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율은 2% 이하이다. 응고된 분율이 0 내지 0.80으로 제한되는 경우에, P/B 비율을 0.50 초과와 0.55 이하 사이로 설정함으로써, 결정 하면 상에서의 저항의 기울기는 커지고, 그에 따라, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율은 3%를 초과한다. 응고된 분율을 0.80보다 더 작게 제한함으로써, P/B 비율이 0.50을 초과하고 0.55 이하일지라도, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율은 3% 이하일 수 있다. 그러나, 0.80보다 더 작은 응고된 분율의 한계는, 빈약한 생산성으로 인해 바람직하지 못하다.
결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율을 저감시키기 위해서는, 고체-액체 경계면의 평편한 형상을 달성하도록, 즉, 도 5에서의 ΔZ를 감소시키도록, 결정 성장 중에 실리콘 단결정을 냉각하기 위한 조건을 제어하는 것도 효과적이다. 그러나, 이 경우에, 결정 엣지 부분의 냉각 속도는 1.4배보다 더 작아야 하고, 바라직하게는, 결정 중심 부분의 냉각 속도의 1배만큼 높아야 한다. 앞서 기술했듯이, 엣지 부분의 냉각 속도의 저감은 실리콘 단결정을 냉각시키는 효율을 더 빈약하게 한다. 그 후, 결정 성장 속도는 0.9mm/min보다 더 작아지고, 생산성은 빈약해진다. 본 발명은 실리콘 단결정 성장에서의 생산성을 저감시키지 않고 더 작은 저항 변화를 달성할 수 있다.
ΔZ의 값을 5mm로부터 15mm까지의 범위로 설정하도록, 결정 엣지 부분의 냉각 속도 및 결정 중심 부분의 냉각 속도를 제어함으로써, 생산성이 유지되면서, 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하일 수 있다. 결정 중심 부분에서의 냉각 속도에 대한 결정 엣지 부분에서의 냉각 속도의 비율을 1.4 이상과 2.0 이하 사이로 설정함으로써, ΔZ의 값은 5mm로부터 15mm까지의 범위로 제어될 수 있다.
이 실시형태에 따르면, 자기장이 인가되는 동한 결정이 성장되는 MCZ(Magnetic field applied CZochralski)(자기장 인가된 초크랄스키)와 같은 특수한 설비를 이용함이 없이, 결정 성장의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 저감될 수 있다. 그러므로, 제조 단가가 억제될 수 있다.
실리콘 단결정(2)의 결정 성장 중의 중심 축(L1)에 직교하는 단면(A1)에서의 저항의 변화율의 실제의 측정이 아래에 기술될 것인 예에서 시도되었다.
본 발명에서 얻어진 실리콘 단결정으로부터 절단된 웨이퍼는, 전원 장치를 위한 웨이퍼로서 현 상태대로 이용될 수 있거나, 또는 아래에 기술될 것인 고온 열 처리된 웨이퍼로서 이용될 수 있을 것임을 알아야 한다.
공극률 또는 다른 증대된 결함이 산화 분위기에서의 어닐링(annealing) 중에 충분히 제거되지 않기 때문에, 바람직하게는, 비산화 분위기에서 고온 열 처리가 수행된다. 비산화 분위기는, 산소와 같은 산화 기체를 갖지 않은 분위기를 지칭하며, 그것은 불활성 분위기 및 환원 분위기를 포함한다. 불활성 분위기는, 예를 들어, 아르곤, 헬륨, 네온, 또는 질소 등과 같은 불활성 기체로 충전된 분위기를 지칭한다. 환원 분위기는, 수소, 일산화탄소, 또는 암모니아 등과 같은 환원 기체가 존재하는 분위기를 지칭한다.
웨이퍼의 열 처리를 위한 온도는, 1150°C로부터 1250°C까지, 바람직하게는 1175°C로부터 1215°C까지, 더 바람직하게는 1185°C로부터 1200°C까지의 범위 내이다.
실리콘 기판의 열 처리를 위한 온도가 1150°C보다 더 낮으면, 공극률 또는 다른 증가된 결함이 어닐링 중에 충분히 제거되지 않는다. 대안적으로, 온도가 1250°C를 초과하면, 노 부재(member of a furnace)가 현저하게 악화된다.
웨이퍼의 열 처리를 위한 시간은 10분 이상 2시간 이하이며, 바람직하게는 30분 이상 1.5시간 이하이며, 및 더 바람직하게는 50분 이상 1시간 이하이다.
웨이퍼의 열 처리를 위한 시간이 10분보다 더 짧으면, 공극률 또는 다른 증가된 결함이 어닐링 중에 충분히 제거되지 않는다. 대안적으로, 시간이 2시간을 초과하면, 생산성이 빈약해지고, 바람직하지 못하다.
이 실시형태에 따른 제조 방법에서의 열 처리(어닐링)를 수행하기 위한 상업적으로 구매 가능한 열 처리 노(또는, 반응 챔버)가 채택될 수 있을 것이며, 노는 특별히 제한되지 않는다. 표면에 대한 산화막의 부착은 어닐링 중의 결함의 감축 및 제거를 방지하기 때문에, 열 처리 중에 2nm 이상의 산화막의 성장을 회피할 필요가 있음을 알아야 한다. 자세하게는, 열 처리 중에 분위기 기체로 도입되는 불순물의 양을 가능한 한 많이 감소시키거나, 또는 노 속으로 실리콘 웨이퍼를 삽입함에 있어서 주변으로부터의 공기의 흡입을 가능한 한 감소시키는 것과 같은 조치가 필요하다. 예를 들어, 불순물이 5ppma 이하로 억제된, 아르곤과 같은 불활성 기체(noble gas)는, 분위기 기체로서 이용되기에 바람직하다.
이 실시형태에 따른 제조 방법에서 이용되는 실리콘 웨이퍼를 붙잡아 유지하는 부재는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 석영 등이 채택된다. 어닐링 온도가 과도하게 강하되면, 이러한 부재들이 현저하게 악화된다. 그러면, 빈번한 교체가 필요해지고, 그것은 제조 단가를 증가시키게 된다.
(예)
본 발명의 실시형태에 따른 실리콘 단결정을 제조하는 방법의 실시예 및 비교예에 대해 기술하겠다.
실리콘 단결정의 제조
CZ법으로 실리콘 단결정을 제조하는 장치가, 200mm의 직경을 갖는 실리콘 단결정(잉곳)을 성장시키기 위해 이용되었다.
여기에서, 초기 실리콘 융액은 아래에 나타낸 붕소 농도 및 인 농도를 가졌고, 실리콘 단결정을 성장시키기 위해 시드 결정이 초기 실리콘 융액 속에 잠겼다. 결정의 성장 속도는 0.9mm/min로 설정되었고, 결정 엣지 부분의 냉각 속도는 결정 중심 부분의 냉각 속도의 1.9배만큼 높게 설정되었다.
(1) 실시예 1
붕소 농도가 1.6E14 atoms/cm3에 이르고, 인 농도가 7.2E13 atoms/cm3에 이르도록(붕소 농도에 대한 인 농도의 비율은 0.45이었음), 붕소 및 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
(2) 실시예 2
붕소 농도가 4.0E14 atoms/cm3에 이르고, 인 농도가 1.8E14 atoms/cm3에 이르도록(붕소 농도에 대한 인 농도의 비율은 0.45이었음), 붕소 및 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
(3) 실시예 3
붕소 농도가 1.1E14 atoms/cm3에 이르고, 인 농도가 4.6E13 atoms/cm3에 이르도록(붕소 농도에 대한 인 농도의 비율은 0.42이었음), 붕소 및 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
(4) 실시예 4
붕소 농도가 1.6E14 atoms/cm3에 이르고, 인 농도가 7.5E13 atoms/cm3에 이르도록(붕소 농도에 대한 인 농도의 비율은 0.47이었음), 붕소 및 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
(5) 실시예 5
붕소 농도가 1.6E14 atoms/cm3에 이르고, 인 농도가 8.0E13 atoms/cm3에 이르도록(붕소 농도에 대한 인 농도의 비율은 0.50이었음), 붕소 및 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
(6) 비교예 1
붕소 농도가 1.0E14 atoms/cm3에 이르도록, 붕소가 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
(7) 비교예 2
붕소 농도가 1.4E14 atoms/cm3에 이르고, 인 농도가 4.2E13 atoms/cm3에 이르도록(붕소 농도에 대한 인 농도의 비율은 0.30이었음), 붕소 및 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
(8) 비교예 3
붕소 농도가 1.8E14 atoms/cm3에 이르고, 인 농도가 9.9E13 atoms/cm3에 이르도록(붕소 농도에 대한 인 농도의 비율은 0.55이었음), 붕소 및 인이 초기 실리콘 융액에 첨가되었다.
실리콘 단결정의 평가
성장된 실리콘 단결정은 결정 성장 중의 중심 축에 직교하게 슬라이스(slices)로 절단되었고, 그럼으로써, 얇게 잘라진 웨이퍼를 형성하였다. 그 후, 결정 성장 중의 중심 축의 방향을 따라 복수의 위치로부터 얇게 잘라진 웨이퍼들이 선택되었고, 그 후, 미러(mirror)가 완성되었다. 그렇게 웨이퍼들이 제작되었다. 얻어진 웨이퍼들은 아르곤 기체 분위기 속에서 1시간 동안 1200°C에서 고온 처리되었다.
얻어진 웨이퍼의 중심, 반경 50mm인 점 및 반경 90mm인 점의 각각에서의 저항이 4점 탐침법(four point probe method)으로 측정되었다.
각각의 웨이퍼의 중심 점에서의 저항의 측정 결과가 수학식 1에 대입되었고, 그럼으로써, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율을 계산하였다.
또한, 각각의 실리콘 웨이퍼의 중심, 반경 50mm인 점 및 반경 90mm인 점의 각각에서의 저항의 측정 결과가 수학식 1에 대입되었고, 그럼으로써, 마찬가지로 실리콘 웨이퍼에서의 반경 방향 저항 변화율이 계산되었다.
결과
(1) 실시예 1
표 1은 실시예 1에서의 결과를 도시한다.
표 1은, 실시예 1에 따라 제조된 실리콘 단결정에서, 웨이퍼 중심에서의 저항 및 웨이퍼가 선택된 위치에서의 응고된 분율에 대한 웨이퍼에서의 반경 방향 저항 변화율을 도시한다.
응고된 분율 웨이퍼 중심에서의 저항 [Ω·cm] 반경 방향 저항 변화율 [%]
0.07 140 1.3
0.29 136 0.6
0.51 131 0.4
0.55 130 1.4
0.58 130 1.2
0.61 130 0.9
0.64 130 1.2
0.67 130 0.6
0.71 130 0.5
0.73 132 1.0
0.80 138 0.8
표 1에 따르면, 응고된 분율이 0.80 이하인 위치에서, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 최소 값(웨이퍼 중심에서의 저항에 대응)은 130Ω·cm이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율은 7.1%이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율의 최대 값은 1.4%이었다.
즉, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항이 50Ω·cm 이상이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율이 10% 이하이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하이었던, 실리콘 단결정의 제조가 실현될 수 있었다.
이 실시예에서 얻어진 실리콘 단결정에서 응고된 분율이 0.80을 초과했던 위치에서의 반경 방향 저항 변화율의 최대 값은 3%를 초과했음을 알아야 한다.
(2) 비교예 1
표 2는 비교예 1에서의 결과를 나타낸다.
표 2는, 비교예 1에 따라 제조된 실리콘 단결정에서, 실리콘 웨이퍼 중심에서의 저항 및 실리콘 웨이퍼가 선택된 위치에서의 응고된 분율에 대한 실리콘 웨이퍼에서의 반경 방향 저항 변화율을 도시한다.
응고된 분율 웨이퍼 중심에서의 저항 [Ω·cm] 반경 방향 저항 변화율 [%]
0.04 162 4.0
0.17 156 3.5
0.33 148 3.7
0.46 143 2.0
0.62 131 3.2
0.72 122 2.8
0.80 114 3.4
표 2에 따르면, 응고된 분율이 0.80 이하인 위치에서, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 최소 값(웨이퍼 중심에서의 저항에 대응)은 114Ω·cm 이상이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율은 29.6%이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율의 최대 값은 4.0%이었다.
즉, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항이 50Ω·cm 이상이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율이 10% 이하이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하이었던, 실리콘 단결정의 제조가 실현될 수 있었다.
(3) 실시예 및 비교예 사이에서의 비교
표 3은 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에서의 결과를 도시한다.
표 3은 각각의 실시예 및 각각의 비교예에 따라 제조된 실리콘 단결정에서의 웨이퍼 중심에서의 저항, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율, 및 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율의 결과를, 초기 실리콘 융액에서의 각각의 불순물 농도와 함께 도시한다.
초기 실리콘 융액에서의 불순물 농도 [atoms/cm3] 웨이퍼 중심에서의 저항 [Ω·cm] 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율 [%] 직교하는 단면에서의 저항의 변화율 [%]
B P P/B 비율 최대 값 최소 값
실시예 1 1.6E+14 7.2E+13 0.45 140 130 7.1 1.4
실시예 2 4.0E+14 1.8E+14 0.45 54 50 7.4 1.7
실시예 3 1.1E+14 4.6E+13 0.42 192 175 8.9 1.5
실시예 4 1.6E+14 7.5E+13 0.47 136 128 6.1 1.6
실시예 5 1.6E+14 8.0E+13 0.50 139 132 4.7 2.5
비교예 1 1.0E+14 0 0.00 163 114 29.8 4.0
비교예 2 1.4E+14 4.2E+13 0.30 140 117 16.9 3.4
비교예 3 1.8E+14 9.9E+13 0.55 134 124 7.3 3.3
표 3에 따르면, 실시예 1 내지 실시예 5에서, 응고된 분율이 0.80 이하인 위치에서, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 최소 값은 50Ω·cm로부터 175Ω·cm까지의 범위에 있었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율은 4.7%로부터 8.9%까지의 범위에 있었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율의 최대 값은 1.4%로부터 2.5%까지의 범위에 있었다.
즉, 각각의 실시예에서 얻어진 실리콘 단결정은, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항이 50Ω·cm 이상이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율이 10% 이하이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하이었던, 전원 장치용 실리콘 단결정 웨이퍼의 사양을 충족하기 위해 요구된 실리콘 단결정의 사양을 충족할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 4에서, 응고된 분율이 0.80 이하이었던 위치에서, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율의 최대 값은 2% 이하이었다.
한편, 비교예 1 내지 비교예 3에서, 응고된 분율이 0.80 이하인 위치에서, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 최소 값은 114Ω·cm로부터 124Ω·cm까지의 범위에 있었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율은 7.3%로부터 29.8%까지의 범위에 있었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율의 최대 값은 3.3%로부터 4.0%까지의 범위에 있었다.
즉, 비교예에서 얻어진 실리콘 단결정은, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율 및 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율과 관련하여, 전원 장치 응용을 위한 실리콘 단결정 웨이퍼의 사양을 충족하기 위해 요구되는 실리콘 단결정의 사양을 충족할 수 없었다.
실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율과 반경 방향 저항 변화율 사이의 비율을 주목하면, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율이 더 커짐에 따라 반경 방향 저항 변화율이 더 커지는 경향이 사실상 확인될 수 있었다.
위에서 기술된 실시예에서의 측정 결과에 따르면, 이 실시형태에 따른 실리콘 단결정을 제조하는 방법에 의해, 즉, 초기 실리콘 융액에서의 붕소 농도를 4E14 atoms/cm3 이하로 설정하고 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율을 0.42 이상과 0.50 이하로 설정함으로써, 응고된 분율이 0.80 이하인 위치에서, 실리콘 단결정의 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항은 50Ω·cm 이상이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율은 10% 이하이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율은 3% 이하이었던 p형 실리콘 단결정이 제조될 수 있었음을 보여주었다.
또한, 초기 실리콘 융액에서의 붕소 농도를 4E14 atoms/cm3 이하로 설정하고 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율을 0.42 이상 0.47 이하로 설정함으로써, 응고된 분율이 0.80 이하인 위치에서, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항은 50Ω·cm 이상이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율은 10% 이하이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율은 2% 이하이었던 p형 실리콘 단결정이 제조될 수 있었음을 보여주었다.
본 발명의 실시형태에 따른 실리콘 단결정을 제조하는 방법, 실리콘 단결정, 및 웨이퍼가 위에서 기술되었으며, 이 실시형태는 다음의 효과를 달성한다.
결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항이 50Ω·cm 이상이었고, 결정 성장 중의 중심 축을 따르는 저항의 변화율이 10% 이하이었으며, 결정 성장 중의 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하이었던, p형 실리콘 단결정이 대량 생산성이 양호한 CZ법으로 제조될 수 있었다.

Claims (10)

  1. 실리콘 단결정을 제조하는 방법에 있어서,
    붕소 농도가 4E14 atoms/cm3 이하이고, 붕소 농도에 대한 인 농도의 비율이 0.42 이상 0.50 이하인 초기 실리콘 융액으로부터 초크랄스키법(Czochralski method)에 의해 p형 실리콘 단결정의 중심축의 방향으로 p형 실리콘 단결정을 성장시키는 단계;
    상기 실리콘 단결정의 중심 부분의 냉각 속도에 대한 상기 실리콘 단결정의 엣지 부분의 냉각 속도의 비율을 1.4 이상과 2.0 이하 사이로 설정하는 단계
    를 포함하는, 실리콘 단결정 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    웨이퍼를 얻기 위해 상기 실리콘 단결정을 상기 중심 축에 직교하는 방식으로 절단하는 단계
    를 더 포함하는, 실리콘 단결정 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 비산화 분위기(non-oxidizing atmosphere)에서 1150°C 이상 1250°C 이하인 온도로 10분 이상 2시간 이하인 시간 동안 열 처리하는 단계 - 상기 열 처리 후에 상기 웨이퍼는 2nm 이하인 산화막을 가짐 -
    를 더 포함하는, 실리콘 단결정 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서.
    상기 비산화 분위기는 불순물이 5ppma 이하인 불활성 기체 분위기인 것인, 실리콘 단결정 제조 방법.
  5. 제1항에 따른 초크랄스키법에 의해 성장된 p형 실리콘 단결정에 있어서,
    결정 성장 중의 상기 중심 축을 따르고, 응고된 분율이 0 내지 0.80으로 제한될 때의 저항이 50Ω·cm 이상이고, 결정 성장 중의 상기 중심 축을 따르는 저항의 변화율이 10% 이하이며, 결정 성장 중의 상기 중심 축에 직교하는 단면에서의 저항의 변화율이 3% 이하인 것을 특징으로 하는, p형 실리콘 단결정.
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