KR101763045B1 - 다결정 실리콘의 결정 배향도 평가 방법, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법, 다결정 실리콘 막대, 다결정 실리콘 덩어리, 및 단결정 실리콘의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다결정 실리콘의 결정 배향도를 X선 회절법에 의해 평가할 때, 채취한 원판상 시료(20)을 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 원판상 시료(20)의 주면 상을 φ 스캔하도록 원판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 원판상 시료(20)의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 해당 베이스 라인의 회절 강도값을 결정 배향도의 평가 지표로서 사용한다. 본 발명은, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘을 높은 정량성과 재현성으로 선별하여, 단결정 실리콘의 안정적 제조에 기여하는 기술을 제공한다.

Description

다결정 실리콘의 결정 배향도 평가 방법, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법, 다결정 실리콘 막대, 다결정 실리콘 덩어리, 및 단결정 실리콘의 제조 방법{POLYCRYSTALLINE SILICON CRYSTAL ORIENTATION DEGREE EVALUATION METHOD, POLYCRYSTALLINE SILICON ROD SELECTION METHOD, POLYCRYSTALLINE SILICON ROD, POLYCRYSTALLINE SILICON INGOT, AND POLYCRYSTALLINE SILICON FABRICATION METHOD}
본 발명은 다결정 실리콘의 결정 배향도를 평가하는 방법, 및 이것을 이용하여 단결정 실리콘을 안정적으로 제조하기 위한 원료로서 적합한 무배향성의 다결정 실리콘 막대 내지 덩어리를 선택하는 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 제조에 불가결한 단결정 실리콘은 CZ법이나 FZ법에 의해 결정 육성되며, 그때의 원료로서 다결정 실리콘 막대나 다결정 실리콘 덩어리가 사용된다. 이러한 다결정 실리콘 재료는, 대부분의 경우 지멘스법(Siemens method)에 의해 제조된다(특허문헌 1 등 참조). 지멘스법이란, 트리클로로실란이나 모노실란 등의 실란 원료 가스를 가열된 실리콘 중심선에 접촉시킴으로써, 상기 실리콘 중심선의 표면에 다결정 실리콘을 CVD(화학 기상 증착; Chemical Vapor Deposition)법에 의해 기상 성장(석출)시키는 방법이다.
예를 들어, CZ법으로 단결정 실리콘을 결정 육성할 때에는, 석영 도가니 내에 다결정 실리콘 덩어리를 충전하고, 이것을 가열 용융시킨 실리콘 융액에 종결정을 침지하여 전위선을 소멸(무전위화)시킨 후에, 소정의 직경이 될 때까지 서서히 직경 확대시켜 결정의 인상이 행해진다. 이때, 실리콘 용액 중에 미용융된 다결정 실리콘이 잔존하고 있으면, 이 미용융 다결정편이 대류에 의해 고액 계면 근방을 떠돌아, 전위 발생을 유발하여 결정선을 소실시키는 원인이 된다.
또한, 특허문헌 2에는, 다결정 실리콘 로드(다결정 실리콘 막대)를 지멘스법으로 제조하는 공정 중에 해당 로드 중에서 침상 결정이 석출되는 경우가 있으며, 이러한 다결정 실리콘 막대를 사용하여 FZ법에 의한 단결정 실리콘 육성을 행하면, 상술한 불균질한 미세 구조에 의해 각각의 결정자가 그의 크기에 상응하여 균일하게 용융되지 않고, 불용융된 결정자가 고체 입자로서 용융 대역을 거쳐서 단결정 로드로 빠져나가 미용융 입자로서 단결정의 응고면에 내장되고, 이에 따라 결함 형성이 야기된다는 문제가 지적되고 있다.
이 문제에 대하여, 특허문헌 2에서는, 다결정 실리콘 막대의 장축 방향에 대하여 수직으로 잘라낸 시료면을 연마 내지 폴리싱하고, 에칭 후에 조직의 미결정을 광학 현미경하에서도 시인할 수 있을 정도로 콘트라스트를 높여 침상 결정의 사이즈와 그의 면적 비율을 측정하고, 그의 측정 결과에 기초하여 FZ 단결정 실리콘 육성용 원료로서의 불량을 판단하는 방법을 제안하고 있다.
일본 특허 공고 (소) 37-18861호 공보 일본 특허 공개 제2008-285403호 공보
그러나, 특허문헌 2에 개시된 방법과 같은 광학 현미경하에서의 시인에 의한 불량 판단은, 관찰 시료면의 에칭의 정도나 평가 담당자의 관찰 기량 등에 의존하여 결과에 차가 발생하기 쉬울 뿐만 아니라, 정량성이나 재현성도 부족하다. 그 때문에, 단결정 실리콘의 제조 수율을 높이는 관점에서는 불량 판단의 기준을 높게 설정해 둘 필요가 있으며, 결과적으로 다결정 실리콘 막대의 불량품률은 높아진다.
또한, 본 발명자들이 검토한 바에 따르면, 특허문헌 2에 개시된 방법에서는, 양품으로 판정된 다결정 실리콘 막대를 사용한 경우에도, FZ법에 의한 단결정 실리콘 로드의 육성 공정에서 전위가 발생하여 결정선이 소실되는 경우가 있는 것이 판명되었다.
따라서, 단결정 실리콘을 높은 수율로 안정적으로 제조하기 위해서는, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘을 높은 정량성과 재현성으로 선별하는 기술이 요구된다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그의 목적으로 하는 점은, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘을 높은 정량성과 재현성으로 선별하여, 단결정 실리콘의 안정적 제조에 기여하는 기술을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 다결정 실리콘의 결정 배향도 평가 방법은, 다결정 실리콘의 결정 배향도를 X선 회절법에 의해 평가하는 방법으로서, 상기 다결정 실리콘을 판상 시료로 하고, 해당 판상 시료를 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 상기 판상 시료의 주면 상을 φ 스캔하도록 해당 판상 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 상기 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 상기 판상 시료의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 상기 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 해당 베이스 라인의 회절 강도값을 결정 배향도의 평가 지표로서 사용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <111> 및 <220> 중 적어도 한쪽이다.
본 발명에 관한 다결정 실리콘 막대의 선택 방법은, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 사용하는 다결정 실리콘 막대를 X선 회절법을 사용하여 선택하기 위한 방법으로서, 상기 다결정 실리콘 막대는 화학 기상법에 의한 석출에 의해 육성된 것이며, 해당 다결정 실리콘 막대의 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 2매 이상의 판상 시료를 채취하고, 해당 판상 시료를 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 상기 판상 시료의 주면 상을 φ 스캔하도록 해당 판상 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 상기 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 상기 판상 시료의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각으로부터 얻어진 상기 베이스 라인의 회절 강도값의 비교 결과를 판정 기준으로 하여 단결정 실리콘 제조용 원료로서의 적부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <111> 및 <220> 중 적어도 한쪽이다.
상기 다결정 실리콘 막대의 선택 방법은, 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <111>이며, 상기 φ 스캔을 행하여 얻어진 차트의 상기 베이스 라인의 회절 강도값을 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여 구하고, 해당 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5 이하인 경우에 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 형태로 할 수 있다.
또한, 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <220>이며, 상기 φ 스캔을 행하여 얻어진 차트의 상기 베이스 라인의 회절 강도값을 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여 구하고, 해당 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.9 이하인 경우에 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 형태로 할 수도 있다.
또한, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여, 밀러 지수면 <111>과 <220>의 양쪽에 대하여 상기 φ 스캔을 행하고, 밀러 지수면 <111>에 대하여 얻어진 차트의 베이스 라인의 회절 강도값(I<111>)을 밀러 지수면 <220>에 대하여 얻어진 차트의 베이스 라인의 회절 강도값(I<220>)으로 나눈 값(제산값: I<111>/I<220>)을 구하고, 상기 2매 이상의 판상 시료로부터 구해지는 복수의 상기 제산값의 최댓값이 2.5 미만인 경우에 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 형태로 할 수도 있다.
본 발명에 관한 방법이 특히 유용한 케이스로서, 상기 다결정 실리콘 막대가 지멘스법으로 육성된 것인 경우를 들 수 있다.
본 발명에서는, 상술한 방법에 의해 다결정 실리콘 막대를 선택하고, 이것을 실리콘 원료로서 사용하여 단결정 실리콘을 제조하거나, 선택된 다결정 실리콘 막대를 파쇄하여 얻어진 다결정 실리콘 덩어리를 실리콘 원료로서 사용하여 단결정 실리콘을 제조한다. 이에 따라, 단결정화에 있어서 결정선의 소실이 일어나는 문제의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 방법에서 선택된 다결정 실리콘 막대는 결정 배향도가 낮은 「무배향성」인 것이기 때문에, 이러한 다결정 실리콘 막대를 사용하여 FZ법으로 결정 육성하거나, 다결정 실리콘 막대를 파쇄하여 얻어진 다결정 실리콘 덩어리를 사용하여 CZ법으로 결정 육성하면, 부분적인 용융 잔사의 국부적인 발생이 억제되어, 단결정 실리콘을 안정적으로 제조할 수 있다.
도 1a는 화학 기상법으로 석출시켜 육성된 다결정 실리콘 막대로부터의, X선 회절 측정용의 판상 시료의 채취예에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 화학 기상법으로 석출시켜 육성된 다결정 실리콘 막대로부터의, X선 회절 측정용의 판상 시료의 채취예에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 판상 시료로부터의 X선 회절 프로파일을 θ-2θ법으로 구할 때의 측정계예의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 θ-2θ의 X선 회절 차트의 일례이다.
도 4는 판상 시료로부터의 X선 회절 프로파일을 φ 스캔법으로 구할 때의 측정계예의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 φ 스캔 측정을 밀러 지수면 <111>, <220>, <311>, <400>에 대하여 행하여 얻어진 차트의 일례이다.
도 6은 판상 시료로부터의 X선 회절 프로파일을 φ 스캔법으로 구할 때의 다른 측정계예의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시한 φ 스캔 측정을 밀러 지수면 <111>, <220>, <311>, <400>에 대하여 행하여 얻어진 차트의 일례이다.
도 8은 판상 시료로부터의 X선 회절 프로파일을 φ 스캔법으로 구할 때의 다른 측정계예의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 다결정 실리콘 막대의 중심부로부터 채취한 판상 시료의 밀러 지수면 <111>에 관한 φ 스캔·차트예이다.
도 9b는 다결정 실리콘 막대의 외주부로부터 채취한 판상 시료의 밀러 지수면 <111>에 관한 φ 스캔·차트예이다.
본 발명자들은, 단결정 실리콘의 제조를 안정적으로 행하기 위한 다결정 실리콘의 품질 향상에 대하여 검토를 진행하던 중, 다결정 실리콘 석출시의 여러 조건에 따라 다결정 실리콘 막대 중의 결정 배향도에 차이가 발생한다는 지견을 얻기에 이르렀다. 단결정 실리콘과는 달리, 다결정 실리콘의 블록은 많은 결정립을 포함하고 있지만, 이들 많은 결정립은 각각이 랜덤으로 배향하고 있는 것으로 생각되는 경향이 있다. 그러나, 본 발명자들이 검토한 바에 따르면, 다결정 실리콘 블록에 포함되는 결정립은 반드시 완전히 랜덤 배향하고 있는 것은 아니다.
다결정 실리콘 블록을 분쇄하여 얻어지는 분말 시료에서는, 각각의 실리콘 결정립은 완전히 랜덤 배향하고 있는 것으로서 취급할 수 있다. 사실, 특정한 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 분말 시료를 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 분말 시료의 전체면을 스캔하도록 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 면 내 회전시켜도 브래그 반사 강도는 대략 일정하며, 2θ 측정을 행하여도 차트 상의 관측값은 거의 직선이 된다.
이에 비해, 본 발명자들은, 화학 기상법에 의한 석출에서 육성된 많은 상이한 다결정 실리콘 막대로부터 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 판상 시료를 채취하고, 상기와 마찬가지의 방법으로 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도를 조사한 바, 다결정 실리콘 막대의 제조 조건에 따라 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 차트는 대소의 피크를 나타내는 경우도 있고, 또한 차트의 베이스 라인의 값(강도)이 시료에 따라 변동되어 있는 사실을 알 수 있었다.
또한, 본 발명자들의 검토에 따르면, 다수의 다결정 실리콘 로드(실리콘 막대)로부터 샘플을 채취하여 상술한 브래그 반사 강도의 측정을 행하고, 각각의 다결정 실리콘 로드를 원료로 하여 FZ법으로 단결정화를 시도한 바, 상술한 브래그 반사 강도의 차트에 나타나는 베이스 라인의 회절 강도값이 특정한 조건을 만족하는 경우에는 단결정화의 공정에서 결정선이 소실되지 않는 한편, 이 특정 조건을 만족하지 않는 경우에는 단결정화의 공정에서 결정선이 소실될 확률이 높은 것이 판명되었다. 또한, 상기 베이스 라인의 회절 강도값이 만족하는 특정 조건에 대해서는 후술한다.
즉, 결정 배향도(반랜덤 배향성)는 다결정 실리콘을 석출시킬 때의 여러 조건에 의존하여, 다결정 실리콘 막대 중의 결정립은 반드시 랜덤 배향하고 있지 않다. 그리고, 결정 배향의 랜덤이 낮은(결정 배향도가 높은) 다결정 실리콘 막대 내지 다결정 실리콘 덩어리를 단결정 실리콘의 제조용 원료로서 사용하면, 부분적인 용융 잔사가 국부적으로 발생하는 경우가 있으며, 이것이 전위 발생을 유발하여 결정선 소실의 원인이 될 수 있는 것을 알 수 있었다.
다결정 실리콘 막대를 제조할 때에는, 실리콘 막대의 성장에 따라 표면적당의 원료 공급량이나 표면 온도의 상태도 변화된다. 그 때문에, 결정립의 배향성은, 실리콘 막대의 장축 방향에서의 부위 의존성보다도 반경 방향에서의 부위 의존성 쪽이 높아지기 쉬운 경향이 있다.
따라서, 1개의 다결정 실리콘 막대로부터 직경 방향을 중심축으로 하는 원기둥상 시료를 취득하고, 이 원기둥상 시료의 상이한 위치로부터, 다결정 실리콘 막대의 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 판상 시료(원판상 시료)를 슬라이스하여 복수 채취하고, 각 판상 시료에 대하여 브래그 반사 강도의 2θ 측정을 행하여, 이들의 브래그 반사 강도의 차트를 비교함으로써, 실리콘 막대 전체의 결정립의 배향성의 상태를 추정할 수 있다.
그리고, 실리콘 막대 내에 있어서의 결정 배향성의 부위 의존성이 어느 정도 이하인 경우에는, 이러한 다결정 실리콘 막대를 원료로 하는 단결정화 공정에 있어서 융해·고화가 균일하게 진행되고, 결과적으로 결정선의 소실이 발생하지 않게 된다고 추정된다.
이하에, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1a 및 도 1b는, 지멘스법 등의 화학 기상법으로 석출시켜 육성된 다결정 실리콘 막대(10)으로부터의, X선 회절 프로파일 측정용의 판상 시료(20)의 채취예에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도면 중, 부호 (1)로 나타낸 것은, 표면에 다결정 실리콘을 석출시켜 실리콘 막대로 하기 위한 실리콘 중심선이다. 또한, 이 예에서는, 다결정 실리콘 막대의 결정 배향도의 직경 방향 의존성의 유무를 확인하기 위해 3개의 부위(CTR: 실리콘 중심선(1)에 가까운 부위, EDG: 다결정 실리콘 막대(10)의 측면에 가까운 부위, R/2: CTR과 EGD의 중간 부위)로부터 판상 시료(20)을 채취하고 있지만, 이러한 부위로부터의 채취로 한정되는 것은 아니다.
도 1a에서 예시한 다결정 실리콘 막대(10)의 직경은 대략 120mm이며, 이 다결정 실리콘 막대(10)의 측면측으로부터, 직경이 대략 20mm이며 길이가 대략 60mm인 로드(11)을 실리콘 중심선(1)의 길이 방향과 수직으로 도려낸다.
그리고, 도 1b에 도시한 바와 같이, 이 로드(11)의 실리콘 중심선(1)에 가까운 부위(CTR), 다결정 실리콘 막대(10)의 측면에 가까운 부위(EDG), CTR과 EGD의 중간 부위(R/2)로부터 각각 다결정 실리콘 막대(10)의 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 두께가 대략 2mm인 원판상 시료(20CTR, 20EDG, 20R/2)를 채취한다.
또한, 로드(11)을 채취하는 부위, 길이 및 개수는, 실리콘 막대(10)의 직경이나 도려내는 로드(11)의 직경에 따라 적절히 정할 수 있으며, 원판상 시료(20)도 도려낸 로드(11)의 어떠한 부위로부터 채취하여도 상관없지만, 실리콘 막대(10) 전체의 성상을 합리적으로 추정 가능한 위치인 것이 바람직하다. 예를 들어 2매의 원판상 시료를 취득하는 경우에는, 실리콘 막대의 주된 반경에 대하여, 중심으로부터 반경의 2분의 1인 점보다도 중심측에 있는 위치와, 외측에 있는 위치의 2개소로부터 원판상 시료를 취득하는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어 비교를 행하는 2개의 샘플의 취득 위치를, 중심으로부터 반경의 3분의 1인 점보다도 중심측에 있는 위치와, 중심으로부터 반경의 3분의 2인 점보다도 외측에 있는 위치로 한 경우, 보다 고정밀도의 비교를 할 수 있다. 또한, 비교하는 원판상 시료는 2매 이상일 수 있으며, 특별히 상한은 없다.
또한, 원판상 시료(20)의 직경을 대략 20mm로 한 것도 예시에 지나지 않으며, 직경은 X선 회절 측정시에 지장이 없는 범위에서 적당히 결정할 수 있다.
본 발명에서는, 다결정 실리콘의 결정 배향도를 X선 회절법에 의해 평가할 때, 상술한 바와 같이 하여 채취한 원판상 시료(20)을 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 원판상 시료(20)의 주면 상을 φ 스캔하도록 원판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 원판상 시료(20)의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 상기 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 해당 베이스 라인의 회절 강도값을 결정 배향도의 평가 지표로서 사용한다.
또한, 본 발명에서는, 상기 다결정 실리콘의 결정 배향도 평가 방법에 의해, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘 막대를 선택한다.
즉, 본 발명에 관한 다결정 실리콘 막대의 선택 방법은, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 사용하는 다결정 실리콘 막대를 X선 회절법을 사용하여 선택하기 위한 방법으로서, 상기 다결정 실리콘 막대는 화학 기상법에 의한 석출에 의해 육성된 것이며, 해당 다결정 실리콘 막대의 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 2매 이상의 판상 시료를 채취하고, 해당 판상 시료를 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 상기 판상 시료의 주면 상을 φ 스캔하도록 해당 판상 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 상기 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 상기 판상 시료의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각으로부터 얻어진 상기 베이스 라인의 회절 강도값의 비교 결과를 판정 기준으로 하여 단결정 실리콘 제조용 원료로서의 적부를 판단한다.
또한, 상기 밀러 지수면 <hkl>은, <111> 및 <220> 중 적어도 한쪽인 것이 바람직하다.
도 2는, 원판상 시료(20)으로부터의 X선 회절 프로파일을, 소위 θ-2θ법으로 구할 때의 측정계예의 개략을 설명하기 위한 도면이다. 슬릿(30)으로부터 사출되어 콜리메이트된 X선 빔(40)(Cu-Kα선: 파장 1.54Å)은 원판상 시료(20)에 입사하고, 원판상 시료(20)을 XY 평면 내에서 회전시키면서, 시료 회전 각도(θ)마다의 회절 X선 빔의 강도를 검지기(도시하지 않음)로 검출하여, θ-2θ의 X선 회절 차트를 얻는다.
도 3은, 상기에서 얻어진 θ-2θ의 X선 회절 차트의 예이며, 밀러 지수면 <111>, <220>, <311>, <400>으로부터의 강한 브래그 반사가 각각 2θ=28.40°, 47.24°, 55.98°, 68.98°의 위치에 피크가 되어 나타난다.
도 4는, 원판상 시료(20)으로부터의 X선 회절 프로파일을, 소위 φ 스캔법으로 구할 때의 측정계의 개략을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 원판상 시료(20)의 상기 θ를 밀러 지수면 <111>로부터의 브래그 반사가 검출되는 각도로 하고, 이 상태에서 원판상 시료(20)의 중심으로부터 주위 끝에 걸친 영역에 슬릿에 의해 정해지는 작은 직사각형의 영역에 X선을 조사시키고, 이 X선 조사 영역이 원판상 시료(20)의 전체면을 스캔하도록 원판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 하여 YZ면 내에서 회전(φ=0° 내지 360°)시킨다.
도 5는, 상기 φ 스캔 측정을 밀러 지수면 <111>, <220>, <311>, <400>에 대하여 행하여 얻어진 차트의 일례이다. 이 예에서는, 상기 어느 하나의 밀러 지수면에 착안하여도 브래그 반사 강도는 대략 일정하며, 브래그 반사 강도는 회전각 φ에 의존하지 않고, 분말 시료와 마찬가지의 차트가 되어 있다. 즉, 이 원판상 시료(20)은 결정 배향도가 낮다(랜덤 배향성이 높다)고 판단할 수 있다.
도 6은, 원판상 시료(20)으로부터의 X선 회절 프로파일을 φ 스캔법으로 구할 때의 다른 측정계예의 개략을 설명하기 위한 도면이며, 이 도면에 나타낸 예에서는, 원판상 시료(20)의 양쪽 주위 끝에 걸친 영역에 슬릿에 의해 정해지는 작은 직사각형의 영역에 X선을 조사시키고, 이 X선 조사 영역이 원판상 시료(20)의 전체면을 스캔하도록 원판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 하여 YZ면 내에서 회전(φ=0° 내지 360°)시킨다.
도 7은, 상기 φ 스캔 측정을, 밀러 지수면 <111>, <220>, <311>, <400>에 대하여 행하여 얻어진 차트의 일례이며, 실질적으로 도 5에 도시한 것과 동일한 φ 스캔·차트가 얻어지고 있다.
도 8은, 원판상 시료(20)으로부터의 X선 회절 프로파일을 φ 스캔법으로 구할 때의 또 하나의 측정계예의 개략을 설명하기 위한 도면이며, 이 도면에 나타낸 예에서는, 원판상 시료(20)의 주면의 전체가 아닌, 내주 영역에만 X선을 조사시키고, 이 X선 조사 영역이 원판상 시료(20)의 전체면을 스캔하도록 원판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 하여 YZ면 내에서 회전(φ=0° 내지 360°)시킨다.
이러한 X선 조사 영역으로부터 얻어지는 φ 스캔·차트와, 상술한 원판상 시료(20)의 주면의 전체로부터 얻어지는 φ 스캔·차트의 차분을 구하는 등의 처리를 행하면, 원판상 시료(20)의 면 내에서의 결정 배향도 분포를 얻는 것이 가능해진다.
다만, 도 1a 내지 1b에 도시한 바와 같은 형태로 채취된 원판상 시료(20)에 대해서는 면 내에서의 결정 배향도 분포는 발생하지 않는다고 생각되지만, 본 발명에 관한 결정 배향성의 평가는, 지멘스법 등에 의해 육성된 다결정 실리콘 막대의 선택 방법으로서 뿐만 아니라, 다결정 실리콘의 결정 배향도를 X선 회절법에 의해 평가하는 방법으로서도 유의한 것은 물론이기 때문에, 예를 들어 화학 기상법에 의한 석출에서 육성된 다결정 실리콘 막대의 직경 방향과 평행하게 잘라낸 원판상 시료에 대하여 면 내에서의 결정 배향도 분포를 구함으로써, 다결정 실리콘 막대 내에서의 결정 배향성의 유무 내지 다결정 실리콘 막대의 구경 확대에 따른 결정 배향성의 변화 등을 아는 것도 가능해지고, 이에 따라 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘 막대를 선택하는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 상술한 다결정 실리콘 막대의 선택 방법에 있어서, 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <111>이며, 상기 φ 스캔을 행하여 얻어진 차트의 상기 베이스 라인의 회절 강도값을 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여 구하고, 해당 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5 이하인 경우에 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 방법이다.
또한, 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <220>이며, 상기 φ 스캔을 행하여 얻어진 차트의 상기 베이스 라인의 회절 강도값을 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여 구하고, 해당 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.9 이하인 경우에 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 것으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여, 밀러 지수면 <111>과 <220>의 양쪽에 대하여 상기 φ 스캔을 행하고, 밀러 지수면 <111>에 대하여 얻어진 차트의 베이스 라인의 회절 강도값(I<111>)을 밀러 지수면 <220>에 대하여 얻어진 차트의 베이스 라인의 회절 강도값(I<220>)으로 나눈 값(제산값: I<111>/I<220>)을 구하고, 상기 2매 이상의 판상 시료로부터 구해지는 복수의 상기 제산값의 최댓값이 2.5 미만인 경우에 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 것으로 할 수도 있다.
도 9a 및 도 9b는 모두 판상 시료의 밀러 지수면 <111>에 관한 φ 스캔·차트예이며, 도 9a는 다결정 실리콘 막대의 중심부로부터 채취한 시료에 관한 것이고, 도 9b는 동일한 다결정 실리콘 막대의 주변부로부터 채취한 시료에 관한 것이다. 또한, 이들 차트는 도 6에 도시한 형태의 측정에 의해 얻어진 것이며, 베이스 라인의 의미를 이해하기 쉽도록 다수의 피크가 나타나지 않는 차트 부분을 나타내었다.
이들 차트 중에 점선으로 나타낸 것이 베이스 라인이며, 이 베이스 라인의 회절 강도값(평균값)을 기초로 다결정 실리콘의 결정 배향성을 평가한다. 또한, 피크가 나타나 있는 차트부의 베이스 라인은, 우선 S/N비가 3 이상인 피크를 피크로 판정하고, 피크 부분에 대해서는 피크 강도의 적분을 행할 때에 베이스 라인을 구하는 방법에 따라 베이스 라인을 정한다.
실시예
상이한 석출 조건하에서 육성된 다결정 실리콘 막대를 6개 준비하였다. 이들 다결정 실리콘 막대(실리콘 막대 A 내지 F) 각각에 대하여, 도 1a 및 1b에 도시한 3개의 부위로부터 두께가 대략 2mm인 원판상 시료(20CTR, 20EDG, 20R/2)를 채취하고, 도 6에 도시한 측정계에 의해 밀러 지수면 <111> 및 <220>의 φ 스캔·차트를 얻었다. 또한, 원판상 시료(20)의 직경은 약 20mm이다.
이들 다결정 실리콘 막대로부터 얻어진 원판상 시료마다의 베이스 라인(BL)의 회절 강도, 및 다결정 실리콘 막대를 사용하여 FZ법에 의한 단결정 실리콘 로드의 육성을 행했을 때의 결정선 소실의 유무를 표 1에 정리하였다.
Figure 112015003749014-pct00001
실리콘 막대 A에 대해서는, 밀러 지수면 <111>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5 이하(1.46)이며, 밀러 지수면 <220>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값도 1.9 이하(1.43)이다. 또한, 어떠한 판상 시료에 대해서도, 제산값(I<111>/I<220>)은 2.5 미만(최대로 1.74)이다.
실리콘 막대 B에 대해서는, 밀러 지수면 <111>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5 이하(1.47)이며, 밀러 지수면 <220>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값도 1.9 이하(1.8)이다. 또한, 어떠한 판상 시료에 대해서도, 제산값(I<111>/I<220>)은 2.5 미만(최대로 2.42)이다.
실리콘 막대 C에 대해서는, 밀러 지수면 <220>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값은 1.9 이하(1.20)이지만, 밀러 지수면 <111>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5를 초과하고 있다(1.64). 또한, 3개의 판상 시료 중 하나는, 제산값(I<111>/I<220>)이 2.5 이상(2.50)이다.
실리콘 막대 D에 대해서는, 밀러 지수면 <220>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값은 1.9 이하(1.89)이지만, 밀러 지수면 <111>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5를 초과하고 있다(2.33). 또한, 3개의 판상 시료 중 하나는, 제산값(I<111>/I<220>)이 2.5 이상(2.64)이다.
실리콘 막대 E에 대해서는, 밀러 지수면 <111>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5를 초과하고 있으며(3.30), 밀러 지수면 <220>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값도 1.9를 초과하고 있다(6.00). 또한, 3개의 판상 시료 중 하나는, 제산값(I<111>/I<220>)이 2.5 이상(4.00)이다.
실리콘 막대 F에 대해서는, 밀러 지수면 <111>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5를 초과하고 있으며(1.92), 밀러 지수면 <220>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값도 1.9를 초과하고 있다(2.00). 또한, 3개의 판상 시료의 제산값(I<111>/I<220>)은 모두 2.5 이상이다.
그리고, 실리콘 막대 A 및 B에 있어서는 FZ법에 의한 단결정 실리콘 로드의 육성을 행했을 때의 결정선 소실은 인정되지 않은 한편, 실리콘 막대 C, D, E 및 F에 있어서 결정선 소실이 발생하였다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 육안 관찰로는 결정립이 확인되지 않는 다결정 실리콘이어도, 이것을 원료로서 단결정 실리콘을 제조하면 전위 발생의 유발에 기인하는 결정선 소실이 발생하는 경우가 있는 것에 비해, 상술한 본 발명의 방법에 따르면, 상기 기준으로 선택된 다결정 실리콘 막대 내지 다결정 실리콘 덩어리를 사용하여 단결정 실리콘의 육성을 행하면, 결정선 소실의 발생을 높은 확률로 방지할 수 있는 것이 확인되었다.
특히, 상술한 실리콘 막대 A나 B와 같이, 밀러 지수면 <111>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5 이하이고, 밀러 지수면 <220>에 있어서의 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값도 1.9 이하이며, 어떠한 판상 시료에 대해서도 제산값(I<111>/I<220>)이 2.5 미만인 다결정 실리콘 막대는, 단결정 실리콘 육성용의 원료로서 적합하다.
본 발명은, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘을 높은 정량성과 재현성으로 선별하여, 단결정 실리콘의 안정적 제조에 기여하는 기술을 제공한다.
1 실리콘 중심선
10 다결정 실리콘 막대
11 로드
20 판상 시료
30 슬릿
40 X선 빔

Claims (20)

  1. 다결정 실리콘의 결정 배향도를 X선 회절법에 의해 평가하는 방법으로서,
    상기 다결정 실리콘을 판상 시료로 하고, 해당 판상 시료를 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 상기 판상 시료의 주면 상을 φ 스캔하도록 해당 판상 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 상기 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 상기 판상 시료의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 해당 베이스 라인의 회절 강도값을 결정 배향도의 평가 지표로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘의 결정 배향도 평가 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <111> 및 <220> 중 적어도 한쪽인, 다결정 실리콘의 결정 배향도 평가 방법.
  3. 단결정 실리콘 제조용 원료로서 사용하는 다결정 실리콘 막대를 X선 회절법을 사용하여 선택하기 위한 방법으로서,
    상기 다결정 실리콘 막대는 화학 기상법에 의한 석출에 의해 육성된 것이며, 해당 다결정 실리콘 막대의 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 2매 이상의 판상 시료를 채취하고, 해당 판상 시료를 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 상기 판상 시료의 주면 상을 φ 스캔하도록 해당 판상 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 상기 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 상기 판상 시료의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각으로부터 얻어진 상기 베이스 라인의 회절 강도값의 비교 결과를 판정 기준으로 하여 단결정 실리콘 제조용 원료로서의 적부를 판단하고, 여기서 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <111>이며, 상기 φ 스캔을 행하여 얻어진 차트의 상기 베이스 라인의 회절 강도값을 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여 구하고, 해당 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.5 이하인 경우에 상기 다결정 실리콘 막대를 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법.
  4. 단결정 실리콘 제조용 원료로서 사용하는 다결정 실리콘 막대를 X선 회절법을 사용하여 선택하기 위한 방법으로서,
    상기 다결정 실리콘 막대는 화학 기상법에 의한 석출에 의해 육성된 것이며, 해당 다결정 실리콘 막대의 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 2매 이상의 판상 시료를 채취하고, 해당 판상 시료를 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 상기 판상 시료의 주면 상을 φ 스캔하도록 해당 판상 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 상기 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 상기 판상 시료의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각으로부터 얻어진 상기 베이스 라인의 회절 강도값의 비교 결과를 판정 기준으로 하여 단결정 실리콘 제조용 원료로서의 적부를 판단하고, 여기서 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <220>이며, 상기 φ 스캔을 행하여 얻어진 차트의 상기 베이스 라인의 회절 강도값을 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여 구하고, 해당 복수의 베이스 라인 회절 강도값의 최댓값을 최솟값으로 나눈 값이 1.9 이하인 경우에 상기 다결정 실리콘 막대를 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법.
  5. 단결정 실리콘 제조용 원료로서 사용하는 다결정 실리콘 막대를 X선 회절법을 사용하여 선택하기 위한 방법으로서,
    상기 다결정 실리콘 막대는 화학 기상법에 의한 석출에 의해 육성된 것이며, 해당 다결정 실리콘 막대의 직경 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 2매 이상의 판상 시료를 채취하고, 해당 판상 시료를 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 상기 판상 시료의 주면 상을 φ 스캔하도록 해당 판상 시료의 중심을 회전 중심으로 하여 회전 각도 φ로 면 내 회전시켜, 상기 밀러 지수면 <hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 상기 판상 시료의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트로부터 베이스 라인을 구하여, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각으로부터 얻어진 상기 베이스 라인의 회절 강도값의 비교 결과를 판정 기준으로 하여 단결정 실리콘 제조용 원료로서의 적부를 판단하고, 여기서 상기 밀러 지수면 <hkl>은 <111> 및 <220>이며, 상기 2매 이상의 판상 시료 각각에 대하여, 밀러 지수면 <111>과 <220>의 양쪽에 대하여 상기 φ 스캔을 행하고, 밀러 지수면 <111>에 대하여 얻어진 차트의 베이스 라인의 회절 강도값(I<111>)을 밀러 지수면 <220>에 대하여 얻어진 차트의 베이스 라인의 회절 강도값(I<220>)으로 나눈 값(제산값: I<111>/I<220>)을 구하고, 상기 2매 이상의 판상 시료로부터 구해지는 복수의 상기 제산값의 최댓값이 2.5 미만인 경우에 상기 다결정 실리콘 막대를 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 다결정 실리콘 막대는 지멘스법(Siemens method)으로 육성된 것인, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법.
  7. 제3항에 기재된 방법에 의해 선택된 다결정 실리콘 막대.
  8. 제7항에 기재된 다결정 실리콘 막대를 파쇄하여 얻어진 다결정 실리콘 덩어리.
  9. 제7항에 기재된 다결정 실리콘 막대를 실리콘 원료로서 사용하는 단결정 실리콘의 제조 방법.
  10. 제8항에 기재된 다결정 실리콘 덩어리를 원료로서 사용하는 단결정 실리콘의 제조 방법.
  11. 제4항에 있어서, 상기 다결정 실리콘 막대는 지멘스법(Siemens method)으로 육성된 것인, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법.
  12. 제4항에 기재된 방법에 의해 선택된 다결정 실리콘 막대.
  13. 제12항에 기재된 다결정 실리콘 막대를 파쇄하여 얻어진 다결정 실리콘 덩어리.
  14. 제12항에 기재된 다결정 실리콘 막대를 실리콘 원료로서 사용하는 단결정 실리콘의 제조 방법.
  15. 제13항에 기재된 다결정 실리콘 덩어리를 원료로서 사용하는 단결정 실리콘의 제조 방법.
  16. 제5항에 있어서, 상기 다결정 실리콘 막대는 지멘스법(Siemens method)으로 육성된 것인, 다결정 실리콘 막대의 선택 방법.
  17. 제5항에 기재된 방법에 의해 선택된 다결정 실리콘 막대.
  18. 제17항에 기재된 다결정 실리콘 막대를 파쇄하여 얻어진 다결정 실리콘 덩어리.
  19. 제17항에 기재된 다결정 실리콘 막대를 실리콘 원료로서 사용하는 단결정 실리콘의 제조 방법.
  20. 제18항에 기재된 다결정 실리콘 덩어리를 원료로서 사용하는 단결정 실리콘의 제조 방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5712176B2 (ja) * 2012-08-06 2015-05-07 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン棒の選択方法、多結晶シリコン塊の製造方法、及び、単結晶シリコンの製造方法
BR112016021438A2 (pt) 2014-03-21 2017-08-15 Huawei Tech Co Ltd Método de configuração, dispositivo de rede e equipamento de usuário
JP6131218B2 (ja) 2014-06-17 2017-05-17 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン棒の表面温度の算出方法および制御方法、多結晶シリコン棒の製造方法、多結晶シリコン棒、ならびに、多結晶シリコン塊
JP6345108B2 (ja) 2014-12-25 2018-06-20 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン棒、多結晶シリコン棒の加工方法、多結晶シリコン棒の結晶評価方法、および、ｆｚ単結晶シリコンの製造方法
JP6314097B2 (ja) 2015-02-19 2018-04-18 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン棒
JP6454248B2 (ja) 2015-09-14 2019-01-16 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン棒
US9939393B2 (en) * 2015-09-28 2018-04-10 United Technologies Corporation Detection of crystallographic properties in aerospace components
JP6470223B2 (ja) * 2016-04-04 2019-02-13 信越化学工業株式会社 単結晶シリコンの製造方法
CN106222745B (zh) * 2016-09-29 2019-04-19 宜昌南玻硅材料有限公司 一种检测用区熔硅单晶棒及其拉制方法
CN110133017B (zh) * 2019-05-31 2022-07-01 西安奕斯伟材料科技有限公司 多晶硅熔化参数的检测方法、多晶硅、单晶硅及其制造方法
EP4024036A4 (en) * 2019-08-30 2023-09-13 National Institute Of Advanced Industrial Science and Technology METHOD FOR COMPUTING THE ORIENTATION DISTRIBUTION, APPARATUS FOR ANALYZING THE ORIENTATION DISTRIBUTION AND PROGRAM FOR ANALYZING THE ORIENTATION DISTRIBUTION

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052840A (ja) 2010-08-31 2012-03-15 Rigaku Corp Ｘ線分析装置および方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59186135A (ja) 1983-04-06 1984-10-22 Nec Corp 磁気記録媒体
JPS6093335A (ja) 1983-10-27 1985-05-25 Natl Inst For Res In Inorg Mater 多結晶体の結晶粒子状態の検出測定装置
JPH02266249A (ja) * 1989-04-06 1990-10-31 Oki Electric Ind Co Ltd 結晶面のｘ線回折測定方法
JPH0320651A (ja) * 1989-06-16 1991-01-29 Matsushita Electron Corp Ｘ線回折計によるインライン膜質監視装置
US5414747A (en) 1993-02-22 1995-05-09 The Penn State Research Foundation Method and apparatus for in-process analysis of polycrystalline films and coatings by x-ray diffraction
JP3357675B2 (ja) * 1996-05-21 2002-12-16 株式会社 トクヤマ 多結晶シリコンロッドおよびその製造方法
JP3887588B2 (ja) * 2002-08-30 2007-02-28 株式会社リガク Ｘ線回折による応力測定法
JP4020400B2 (ja) * 2004-08-31 2007-12-12 株式会社リガク Ｘ線回折装置
JP4094599B2 (ja) 2004-09-27 2008-06-04 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ 多結晶シリコンおよびその製造方法
DE102007023041A1 (de) 2007-05-16 2008-11-20 Wacker Chemie Ag Polykristalliner Siliciumstab für das Zonenziehen und ein Verfahren zu dessen Herstellung
US8049100B2 (en) * 2007-07-26 2011-11-01 Translucent, Inc. Multijunction rare earth solar cell
DE102007047210A1 (de) 2007-10-02 2009-04-09 Wacker Chemie Ag Polykristallines Silicium und Verfahren zu seiner Herstellung
KR20110037967A (ko) 2008-06-27 2011-04-13 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈, 인크. 실리콘 미분의 재순환에 의한 다결정 실리콘 반응로 생산성 향상 방법
JP5751748B2 (ja) 2009-09-16 2015-07-22 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン塊群および多結晶シリコン塊群の製造方法
JP5560018B2 (ja) 2009-10-14 2014-07-23 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン製造用芯線ホルダおよび多結晶シリコンの製造方法
JP5238762B2 (ja) 2010-07-06 2013-07-17 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン棒および多結晶シリコン棒の製造方法
US9605356B2 (en) 2011-06-02 2017-03-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for selecting polycrystalline silicon rod, and method for producing single crystalline silicon
JP5828795B2 (ja) * 2012-04-04 2015-12-09 信越化学工業株式会社 多結晶シリコンの結晶配向度評価方法、多結晶シリコン棒の選択方法、および単結晶シリコンの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052840A (ja) 2010-08-31 2012-03-15 Rigaku Corp Ｘ線分析装置および方法

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