KR102284506B1 - 다결정 실리콘, fz 단결정 실리콘, 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 단결정 실리콘을 안정적으로 제조하기 위해서 적합한 다결정 실리콘의 제공.
[해결 수단] 지멘스법에 의한 합성이 종료된 후에 열처리가 실시되고, 해당 열처리에 의해 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면으로 하는 결정립이 성장한 다결정 실리콘으로서, 상기 열처리 후의 밀러 지수면<111> 및 <220>으로부터의 X선 회절 강도가 상기 열처리 전의 X선 회절 강도와 비교해서 모두 1.5배 이하인 다결정 실리콘을 원료로 해서 FZ 단결정 실리콘을 제조하는 것으로 하면, FZ 단결정화의 공정에 있어서의 결정선 소실이 현저히 억제된다.

Description

다결정 실리콘, FZ 단결정 실리콘, 및 그의 제조 방법{POLYCRYSTALLINE SILICON, FZ MONOCRYSTALLINE SILICON, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 단결정 실리콘을 안정적으로 제조하기 위해서 적합한 다결정 실리콘 봉의 제조 기술에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 제조에 불가결한 단결정 실리콘은, CZ법이나 FZ법에 의해 결정 육성되고, 그때의 원료로서 다결정 실리콘 봉이나 다결정 실리콘 괴가 이용된다. 이와 같은 다결정 실리콘 재료는 대부분의 경우, 지멘스법에 의해 제조된다. 지멘스법이란, 트라이클로로실레인이나 모노실레인 등의 실레인 원료 가스를 가열된 실리콘 심선에 접촉시키는 것에 의해, 해당 실리콘 심선의 표면에 다결정 실리콘을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 기상 성장(석출)시키는 방법이다.
예를 들면, CZ법으로 단결정 실리콘을 결정 육성할 때에는, 석영 도가니 내에 다결정 실리콘 괴를 충전하고, 이것을 가열 용융시킨 실리콘 융액에 종결정을 침지해서 전위선을 소멸시켜, 무전위화시킨 후에 소정의 직경이 될 때까지 서서히 지름 확대시켜서 결정의 인상(引上)이 행해진다. 이때, 실리콘 융액 중에 미용융된 다결정 실리콘이 잔존하고 있으면, 이 미용융 다결정편이 대류에 의해 고액 계면 근방을 떠돌아, 전위 발생을 유발해서 결정선을 소실시켜 버리는 원인이 된다.
또한, 특허문헌 1에는, 다결정 실리콘 로드(다결정 실리콘 봉)를 지멘스법으로 제조하는 공정 중에 해당 로드 중에서 침상 결정이 석출되는 경우가 있고, 이러한 다결정 실리콘 봉을 이용해서 FZ법에 의한 단결정 실리콘 육성을 행하면, 전술의 불균질한 미세 구조에 의해 개개의 정자(晶子)가 그의 크기에 상응해서 균일하게는 용융되지 않아, 불용융의 정자가 고체 입자로서 용융 대역을 지나서 단결정 로드로 빠져 나가 미용융 입자로서 단결정의 응고면에 포함되고, 이에 의해 결함 형성이 야기된다는 취지가 보고되어 있다.
이 문제에 대해, 특허문헌 1에서는, 다결정 실리콘 봉의 장축 방향에 대해서 수직으로 잘라내어진 시료면을 연마 내지 폴리싱하여, 에칭 후에 조직의 미결정을 광학 현미경 하에서도 시인할 수 있을 정도로 콘트라스트를 높여서 침상 결정의 사이즈와 그의 면적 비율을 측정하고, 그 측정 결과에 기초해서 FZ 단결정 실리콘 육성용 원료로서의 양부(良否)를 판단하는 수법을 제안하고 있다.
일본 특허공개 2008-285403호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 수법과 같은 광학 현미경 하에서의 시인에 의한 양부 판단은, 관찰 시료면의 에칭의 정도나 평가 담당자의 관찰 기량 등에 의존해서 결과에 차가 생기기 쉬운 것에 더하여, 정량성이나 재현성도 부족하다. 이 때문에, 단결정 실리콘의 제조 수율을 높이는 관점에서는 양부 판단의 기준을 약간 높게 설정해 둘 필요가 있고, 결과적으로, 다결정 실리콘 봉의 불량품률은 높아져 버린다.
또한, 본 발명자들이 검토한 바에 의하면, 특허문헌 1에 개시된 수법으로는 양품으로 판정된 다결정 실리콘 봉을 이용한 경우라도, FZ법에 의한 단결정 실리콘 로드의 육성 공정에서 전위가 발생하여 결정선이 소실되는 경우가 있다는 것도 판명되었다.
따라서, 단결정 실리콘을 높은 수율로 안정적으로 제조하기 위해서는, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘을 높은 정량성과 재현성으로 선별하는 기술이 요구된다.
본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘을 높은 정량성과 재현성으로 선별하여, 단결정 실리콘의 안정적 제조에 기여하는 기술을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 다결정 실리콘은, 지멘스법에 의한 합성이 종료된 후에 열처리가 실시되고, 해당 열처리에 의해 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면(主面)으로 하는 결정립이 성장한 것을 특징으로 한다.
어떤 태양에서는 상기 결정립은 상기 열처리에 의해 그의 입경이 확대되고, 또한 어떤 태양에서는 상기 열처리 전후에서 열확산율이 변화한다.
또한, 어떤 태양에서는, 상기 열처리 후의 밀러 지수면<111> 및 <220>으로부터의 X선 회절 강도가 상기 열처리 전의 X선 회절 강도와 비교해서 모두 1.5배 이하이다.
또한, 어떤 태양에서는, 상기 열처리 후의 평균 결정 입경이 상기 열처리 전의 평균 결정 입경의 3배 이상이다.
또한, 어떤 태양에서는, 상기 열확산율은, 성장 방향의 수직면에 있어서, 상기 열처리 후에 증가하고 있다.
본 발명에 따른 수법으로 다결정 실리콘 봉을 평가하고, 이에 의해 양품으로서 선택된 다결정 실리콘 봉을 이용해서 FZ법에 의해 결정 육성을 행하거나, 다결정 실리콘 봉을 파쇄해서 얻어진 괴를 이용해서 CZ법에 의해 결정 육성하는 것에 의해, 부분적인 용융 잔류물의 국부적인 발생이 억제되어, 단결정 실리콘의 안정적인 제조에 기여할 수 있다.
도 1a는 화학 기상법으로 석출시켜서 육성된 다결정 실리콘 봉으로부터의, X선 회절 측정용의 판상 시료의 채취예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 화학 기상법으로 석출시켜서 육성된 다결정 실리콘 봉으로부터의, X선 회절 측정용의 판상 시료의 채취예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 판상 시료로부터의 X선 회절 프로파일을, 이른바 θ-2θ법으로 구할 때의 측정계 예의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 θ-2θ의 X선 회절 차트의 일례이다.
도 4는 판상 시료로부터의 X선 회절 프로파일을, 이른바 φ 스캔법으로 구할 때의 측정계 예의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 나타낸 φ 스캔 측정을 밀러 지수면<111> 및 <220>에 대해서 행하여 얻어진 차트의 일례이다.
도 6은 판상 시료로부터의 X선 회절 프로파일을, φ 스캔법으로 구할 때의 다른 측정계 예의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 나타낸 φ 스캔 측정을 밀러 지수면<111> 및 <220>에 대해서 행하여 얻어진 차트의 일례이다.
이하에, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 한편, 이하에서는, 판상 시료의 채취 시, 다결정 실리콘 봉의 지름 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 판상 시료를 채취하는 태양으로 설명하지만, 다결정 실리콘 봉의 지름 방향에 평행한 단면을 주면으로 하는 판상 시료를 채취하는 태양이어도 된다.
본 발명자들은, 단결정 실리콘의 제조를 안정적으로 행하기 위한 다결정 실리콘의 품질 향상에 대하여 검토를 진행하는 중에, 다결정 실리콘 석출 시의 여러 조건에 따라 다결정 실리콘 봉 중의 결정 배향도에 차이가 생긴다는 지견을 얻기에 이르렀다. 단결정 실리콘과는 달리, 다결정 실리콘의 블록(괴)은 많은 결정립을 포함하고 있는데, 이들 많은 결정립은 각각이 랜덤하게 배향되어 있는 것으로 생각되는 경향이 있다. 그러나, 본 발명자들이 검토한 바에 의하면, 다결정 실리콘 블록에 포함되는 결정립은, 반드시 완전히는 랜덤 배향되어 있는 것은 아니다.
다결정 실리콘 블록을 분쇄해서 얻어지는 분말 시료에서는, 개개의 실리콘 결정립은 완전히 랜덤 배향되어 있는 것으로서 취급할 수 있다. 사실, 특정의 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 해서 면내 회전시키더라도, 브래그 반사 강도는 대략 일정하다. 환언하면, 상기 밀러 지수면<hkl>로부터의 브래그 반사 강도는 회전 각도 의존성을 나타내지 않는다.
이에 비해, 본 발명자들이, 화학 기상법에 의한 석출로 육성된 많은 상이한 다결정 실리콘 봉으로부터 지름 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 판상 시료를 채취하고, 상기와 마찬가지의 수법으로 밀러 지수면<hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 회전 각도 의존성을 조사한 바, 다결정 실리콘 봉의 제조 조건에 따라, 밀러 지수면<hkl>로부터의 브래그 반사 강도에 회전 각도 의존성이 확인되고, 회절 차트 중에 피크가 나타나는 경우가 있어, 그의 형상이나 본수도 제조 조건에 의존한다는 사실이 확인되었다.
즉, 다결정 실리콘 봉 중의 결정립은 반드시 랜덤 배향되어 있지 않고, 결정 배향도(랜덤 배향성)는 다결정 실리콘 석출 시의 여러 조건에 의존한다. 그리고, 결정 배향도가 비교적 높은(랜덤 배향성이 비교적 낮은) 다결정 실리콘 봉 내지 다결정 실리콘 괴를 단결정 실리콘의 제조용 원료로서 이용하면, 부분적인 용융 잔류물이 국부적으로 생기는 경우가 있어, 이것이 전위 발생을 유발해서 결정선 소실의 원인으로도 될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
이 점에 관하여, 본 발명자들은, 밀러 지수면<111>과 <220>에 주목하여 검토를 거듭한 결과, 지멘스법과 같은 화학 기상법으로 석출 육성된 다결정 실리콘 봉으로부터 채취한 판상 시료를 XRD법으로 평가하면, 밀러 지수면<111>과 <220>으로부터의 X선 회절 강도가, 지멘스법에 의한 합성 종료 후의 열처리에 의해 변화하는 것, 그리고, 열처리에 의해 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면으로 하는 결정립이 성장한 다결정 실리콘 봉을 원료로 해서 FZ 단결정 실리콘을 제조하는 것으로 하면, FZ 단결정화의 공정에 있어서의 결정선 소실은 대략 완전히 억제된다는 지견을 얻었다.
도 1a 및 도 1b는, 지멘스법 등의 화학 기상법으로 석출시켜서 육성된 다결정 실리콘 봉(10)으로부터의, X선 회절 프로파일 측정용의 판상 시료(20)의 채취예에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도면 중, 부호 1로 나타낸 것은, 표면에 다결정 실리콘을 석출시켜서 실리콘 봉으로 하기 위한 실리콘 심선이다. 한편, 이 예에서는, 다결정 실리콘 봉의 결정 배향도의 지름 방향 의존성의 유무를 확인하기 위하여 3개의 부위(CTR: 실리콘 심선(1)에 가까운 부위, EDG: 다결정 실리콘 봉(10)의 측면에 가까운 부위, R/2: CTR과 EGD의 중간 부위)로부터 판상 시료(20)를 채취하고 있지만, 이와 같은 부위로부터의 채취에 한정되는 것은 아니다.
도 1a에서 예시한 다결정 실리콘 봉(10)의 직경은 대체로 120mm이며, 이 다결정 실리콘 봉(10)의 측면측으로부터, 직경이 대체로 20mm이고 길이가 대체로 60mm인 로드(11)를, 실리콘 심선(1)의 길이 방향과 수직으로 도려낸다.
그리고, 도 1b에 도시한 바와 같이, 이 로드(11)의 실리콘 심선(1)에 가까운 부위(CTR), 다결정 실리콘 봉(10)의 측면에 가까운 부위(EDG), CTR과 EGD의 중간 부위(R/2)로부터 각각, 다결정 실리콘 봉(10)의 지름 방향에 수직인 단면을 주면으로 하는 두께가 대체로 2mm인 판상 시료(20CTR, 20EDG, 20R/2)를 채취한다.
한편, 로드(11)를 채취하는 부위, 길이, 및 본수는 실리콘 봉(10)의 직경이나 도려내는 로드(11)의 직경에 따라서 적절히 정하면 되고, 판상 시료(20)도 도려낸 로드(11)의 어떤 부위로부터 채취해도 되지만, 실리콘 봉(10) 전체의 성상을 합리적으로 추정 가능한 위치인 것이 바람직하다.
또한, 판상 시료(20)의 직경을 대체로 20mm로 한 것도 예시에 지나지 않고, 직경은 X선 회절 측정 시에 지장이 없는 범위에서 적당히 정하면 된다.
본 발명에 따른 다결정 실리콘 봉의 선택 방법에서는, 전술한 바와 같이 해서 채취한 판상 시료(20)를 밀러 지수면<111> 및 <220>으로부터의 브래그 반사가 검출되는 위치에 배치하고, 슬릿에 의해 정해지는 X선 조사 영역이 판상 시료(20)의 주면 상을 φ 스캔하도록 판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 해서 회전 각도 φ로 면내 회전시켜, 밀러 지수면<hkl>로부터의 브래그 반사 강도의 판상 시료(20)의 회전 각도(φ) 의존성을 나타내는 차트를 구하고, 해당 차트에 나타나는 피크의 본수에 따라서 단결정 실리콘 제조용 원료로서 선택한다.
도 2는 판상 시료(20)로부터의 X선 회절 프로파일을, 이른바 θ-2θ법으로 구할 때의 측정계 예의 개략을 설명하기 위한 도면이다. 슬릿(30)으로부터 사출되어서 콜리메이트된 X선 빔(40)(Cu-Kα선: 파장 1.54Å)은 판상 시료(20)에 입사되고, 판상 시료(20)를 XY 평면 내에서 회전시키면서, 시료 회전 각도(θ)마다의 회절 X선 빔의 강도를 검지기(미도시)로 검출해서, θ-2θ의 X선 회절 차트를 얻는다.
도 3은 상기에서 얻어진 θ-2θ의 X선 회절 차트의 예로, 밀러 지수면<111> 및 <220>으로부터의 강한 브래그 반사가 각각, 2θ=28.40° 및 47.24°의 위치에 피크가 되어서 나타난다.
도 4는 판상 시료(20)로부터의 X선 회절 프로파일을, 이른바 φ 스캔법으로 구할 때의 측정계의 개략을 설명하기 위한 도면이다. 판상 시료(20)의 상기 θ를, 밀러 지수면<111>로부터의 브래그 반사가 검출되는 각도로 하고, 이 상태로, 판상 시료(20)의 중심으로부터 둘레 끝에 걸친 영역에 슬릿에 의해 정해지는 가는 직사각형의 영역에 X선을 조사시키고, 이 X선 조사 영역이 원판상 시료(20)의 전체면을 스캔하도록 판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 해서 YZ 면내에서 회전(φ=0°∼360°)시킨다. 마찬가지로, 밀러 지수면<220>으로부터의 브래그 반사에 대해서도, 상기와 마찬가지로 φ 스캔법으로 회절 강도를 측정한다.
도 5는 상기 φ 스캔 측정을, 밀러 지수면<111> 및 <220>에 대해서 행하여 얻어진 차트의 일례이다. 이 예에서는, 상기 어느 밀러 지수면에 주목하더라도 브래그 반사 강도는 대략 일정해서, 브래그 반사 강도는 회전각 φ에 의존하지 않고, 분말 시료와 마찬가지의 차트로 되어 있다. 즉, 이 판상 시료(20)는, 결정 배향도가 낮다(랜덤 배향성이 높다)고 판단할 수 있다.
도 6은 판상 시료(20)로부터의 X선 회절 프로파일을 φ 스캔법으로 구할 때의 다른 측정계 예의 개략을 설명하기 위한 도면으로, 이 도면에 나타낸 예에서는, 판상 시료(20)의 양 둘레 끝에 걸친 영역에 슬릿에 의해 정해지는 가는 직사각형의 영역에 X선을 조사시키고, 이 X선 조사 영역이 판상 시료(20)의 전체면을 스캔하도록 판상 시료(20)의 중심을 회전 중심으로 해서 YZ 면내에서 회전(φ=0°∼180°)시킨다.
도 7은 상기 φ 스캔 측정을, 밀러 지수면<111> 및 <220>에 대해서 행하여 얻어진 차트의 일례로, 실질적으로, 도 5에 나타낸 것과 동일한 φ 스캔·차트가 얻어지고 있다.
한편, 도 1a∼1b에 나타낸 바와 같은 태양에서 채취된 판상 시료(20)에 대해서는 면내에서의 결정 배향도 분포는 생기지 않는다고 생각되지만, 본 발명에 따른 결정 배향성의 평가는, 지멘스법 등에 의해 육성된 다결정 실리콘 봉의 선택 방법으로서 뿐만 아니라, 다결정 실리콘의 결정 배향도를 X선 회절법에 의해 평가하는 방법으로서도 유의하다는 것은 말할 것도 없기 때문에, 예를 들면, 화학 기상법에 의한 석출로 육성된 다결정 실리콘 봉의 지름 방향과 평행으로 잘라내어진 판상 시료에 대하여 면내에서의 결정 배향도 분포를 구하는 것에 의해, 다결정 실리콘 봉 내에서의 결정 배향성의 유무 내지 다결정 실리콘 봉의 구경 확대에 수반하는 결정 배향성의 변화 등을 아는 것도 가능해진다.
전술한 바와 같이, 본 발명자들이, 밀러 지수면<111>과 <220>에 주목해서 검토를 거듭한 결과, 지멘스법과 같은 화학 기상법으로 석출 육성된 다결정 실리콘 봉으로부터 채취한 판상 시료를 XRD법으로 평가하면, 밀러 지수면<111>과 <220>으로부터의 X선 회절 강도가, 지멘스법에 의한 합성 종료 후의 열처리에 의해 변화하는 것, 그리고, 열처리에 의해 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면으로 하는 결정립이 성장한 다결정 실리콘 봉을 원료로 해서 FZ 단결정 실리콘을 제조하는 것으로 하면, FZ 단결정화의 공정에 있어서의 결정선 소실은 대략 완전히 억제된다는 지견을 얻었다. 그리고, 상기 열처리 후의 밀러 지수면<111> 및 <220>으로부터의 X선 회절 강도가 상기 열처리 전의 X선 회절 강도와 비교해서 모두 1.5배 이하인 것이 바람직하다는 것이 판명되었다.
이 사실에 더하여, 어떤 태양에서는, 상기 결정립은 상기 열처리에 의해 그의 입경이 확대되고, 상기 열처리 후의 평균 결정 입경이 상기 열처리 전의 평균 결정 입경의 3배 이상인 것이 바람직하다는 것이 판명되었다. 한편, 결정 입경의 측정은, 판상 시료에 대해서 경면 연마를 실시하고, EBSD(전자 후방 산란 회절상) 측정을 행하여, 각 입경 범위마다 결정 입경 분포를 구해서, 평균의 결정 입경을 산출했다.
또한, 어떤 태양에서는, 상기 열처리 전후에서 열확산율이 변화하고, 상기 열확산율은, 성장 방향의 수직면에 있어서, 상기 열처리 후에 증가하고 있는 것이 바람직하다는 것도 판명되었다. 한편, 열확산율의 측정은, 판상 시료의 표면에 레이저 펄스 광을 조사해서 순간적으로 가열시켜, 판상 시료의 이면의 온도 상승으로부터 열의 확산율을 측정하는 방법(레이저 플래시법)에 의했다.
한편, 여기에서, 전술의 열처리는, 온도가 900∼1350℃의 범위이고, 시간은 5∼6시간의 범위일 필요가 있다.
본 발명자들은, 지멘스법에 의한 합성이 종료된 후에 열처리가 실시되고, 해당 열처리에 의해 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면으로 하는 결정립이 성장한, 다결정 실리콘을 원료로 해서 FZ 단결정 실리콘을 제조한 경우에는, FZ 단결정화의 공정에 있어서의 결정선 소실이 대략 완전히 억제된다는 것을 확인했다.
상기 열처리는, 예를 들면, 지멘스법에 의한 다결정 실리콘의 반응로 내에서의 석출 공정 완료 후에, 해당 반응로 내에서 실시하도록 해도 된다.
또한, 상기 다결정 실리콘 봉의 파쇄편은, CZ 실리콘 제조용에 적합한 다결정 괴가 된다.
상기 열처리에 의한 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면으로 하는 결정립이 성장하는 현상은, 900℃ 이상에서 나타나기 시작하고 1000℃ 이상에서 현저해진다. 그러나, 열처리 온도가 1360℃ 정도가 되면, 결정 입경이 지나치게 커지는 것에 의한 악영향이 무시될 수 없게 된다. 따라서, 바람직한 열처리 온도 범위는 900∼1350℃이고, 보다 바람직하게는 1000∼1300℃이다.
실시예
상이한 석출 조건하에서 육성된 다결정 실리콘 봉을 5본(A∼E) 준비했다. 이들 다결정 실리콘 봉의 각각에 대하여, 성장면에 평행한 면을 주면으로 하는 판상 시료 및 성장면에 수직인 면을 주면으로 하는 판상 시료를 채취하여, 밀러 지수면<111> 및 <220>의 φ 스캔·차트를 얻었다. 한편, 판상 시료의 두께는 대체로 2mm이고, 그의 직경은 약 20mm이다. 이들 다결정 실리콘 봉에는, 소위 「침상 결정」은 포함되어 있지는 않다.
이들 다결정 실리콘 봉으로부터 얻어진 판상 시료마다의 X선 회절 강도를 구하고, 그 열처리 전후에서의 비(열처리 후/열처리 전)를 구하여, 그의 비율과, 그 다결정 실리콘 봉을 이용해서 FZ법에 의한 단결정 실리콘 로드의 육성을 행했을 때의 무전위화율(L%: 결정선 소실 또는 흐트러짐이 발생하지 않았던 부위의 원료 봉에 대한 길이의 비)을, 표 1 및 표 2에 정리했다.
Figure 112017025955514-pat00001
Figure 112017025955514-pat00002
한편, 이들 다결정 실리콘 봉은, 모두 지멘스법에 의한 합성 종료 후에 노로부터 취출하여, 머플로에서, 각각의 온도에서 6시간의 열처리를 행했다.
표 3에 열처리 전후의 평균 결정 입경 비율(열처리 후/열처리 전)을 나타낸다.
Figure 112017025955514-pat00003
표 4에 열처리 후의 열확산율의 증감을 나타낸다.
Figure 112017025955514-pat00004
이들 표에 나타낸 결과로부터, 지멘스법에 의한 합성이 종료된 후에 열처리가 실시되고, 해당 열처리에 의해 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면으로 하는 결정립이 성장한 다결정 실리콘으로서, 상기 열처리 후의 밀러 지수면<111> 및 <220>으로부터의 X선 회절 강도가 상기 열처리 전의 X선 회절 강도와 비교해서 모두 1.5배 이하인 다결정 실리콘을 원료로 해서 FZ 단결정 실리콘을 제조하는 것으로 하면, FZ 단결정화의 공정에 있어서의 결정선 소실이 현저히 억제된다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 단결정 실리콘 제조용 원료로서 적합한 다결정 실리콘을 제공한다.
1: 실리콘 심선
10: 다결정 실리콘 봉
11: 로드
20: 판상 시료
30: 슬릿
40: X선 빔

Claims (8)

  1. 지멘스법에 의한 합성이 종료된 후에 900~1350℃의 온도범위로 열처리가 실시되고, 해당 열처리에 의해 밀러 지수면<111>과 <220>을 주면으로 하는 결정립이 성장한 다결정 실리콘 봉을, FZ 법에 의한 단결정화의 원료로 이용하는, FZ 단결정 실리콘의 제조 방법에 있어서,
    상기 열처리 후의 밀러 지수면<111> 및 <220>으로부터의 X선 회절 강도가 상기 열처리 전의 X선 회절 강도와 비교해서 1배 초과 1.5배 이하이고, 또한 상기 열처리 후의 평균 결정 입경이 상기 열처리 전의 평균 결정 입경의 3배 이상인 다결정 실리콘 봉을, FZ 법에 의한 단결정화의 원료로 이용하는, FZ 단결정 실리콘의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    결정립의 성장 방향의 수직면에 있어서, 레이저 플래시 법에 의해 측정된 열확산율이 상기 열처리 후에 증가하는, FZ 단결정 실리콘의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 제조 방법으로 얻어진 FZ 단결정 실리콘.
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