KR19980018538A - 쵸크랄스키 성장 실리콘의 열이력을 제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 쵸크랄스키 방법은 도가니내에 담긴 실리콘 융해물로부터 균일한 열이력을 갖는 단결정 잉곳을 제조하며, 상기 도가니는 잉곳과 동축이다. 상기 방법에서 잉곳의 엔드콘의 인상 속도는 상기 잉곳 본체의 제 2 절반부에 대한 인상 속도에 필적하는 상대적으로 일정한 속도로 유지된다. 일정한 속도로 결정의 엔드콘을 인상하는 동안, 상기 방법는, 융해물에 공급되는 열을 증가시키는 단계, 결정 회전 속도를 감소시키는 단계 및/또는 도가니 회전 속도를 감소시키는 단계를 독립적으로 행하거나 또는 조합하여 행함으로써 보다 개선될 수 있다. 상기 방법에 따라 성장된 단결정 잉곳 본체의 제 2 절반부는 상대적으로 균일한 플로우 패턴 결함의 축방향 농도 및 침전된 산소량을 나타낸다.

Description

쵸크랄스키 성장 실리콘의 열이력을 제어하는 방법

일반적으로, 본 발명은 쵸크랄스키 방법에 따른 단결정 실리콘의 제조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 결정이 성장하는 동안 상기 결정의 열이력 (thermal history) 을 제어하는 방법에 관한 것이다.

반도체 전자소자를 제조하는 대부분의 공정에 대한 출발 재료인 단결정 실리콘은 소위 쵸크랄스키 방법에 의해 보통 제조된다. 이러한 방법에 있어서, 다결정 실리콘 (폴리실리콘) 이 도가니에 넣어져 용융되고, 시드 (seed) 결정이 용융된 실리콘과 접촉하고 단결정은 느린 인상(slow extraction) 에 의해 성장된다. 결정 성장이 시작될 때, 전위가 융해물과 시드를 접촉시키는 열충격으로부터 결정내에 발생된다. 상기 전위는 성장 결정 전체에 걸쳐 전파되고, 만약 전위가 시드 결정과 결정 본체 사이의 넥 (neck) 영역에서 제거되지 않는다면 증가된다.

전위가 넥에서 제거된 후에, 결정의 직경은, 소망의 또는 목적의 직경이 도달할 때까지, 인상속도 및/또는 용융 온도를 감소시킴으로써 확대된다. 그 후 거의 일정한 직경을 가지는 결정의 원통형 본체는 감소하는 용융물 레벨을 보충하면서 인상속도 및 용융 온도를 제어함으로써 성장된다. 통상적으로, 인상속도는 결정 본체의 성장 동안 대략 0.40 mm /분 내지 대략 1.50 mm /분 사이이다.

성장 공정의 거의 마무리에서 그러나 도가니의 용융 실리콘이 비워지기 전에, 결정 직경은 결정 꼬리 단부에서 슬립 전위를 일으킬 수 있는 열충격을 최소화하기 위해서 엔드콘(end-cone)을 형성하도록 점차적으로 감소되어야 한다. 통상적으로, 엔드콘은 결정 인상속도 및 도가니에 공급되는 열을 증가시킴으로써 형성된다. 직경이 충분히 작으면, 결정은 전위의 발생없이 용융물로부터 분리될 수 있다. 결정이 실리콘 용융물로부터 분리될 때에, 종래의 결정 인상 속도는 본체 성장 동안 적용된 평균 결정 인상속도보다 약 7 배 이상이다.

최근에, 단결정 실리콘내 결함의 수는 응고후 결정의 냉각 동안 결정 성장 챔버에서 형성되고, 그러한 결함의 형성은 결정의 냉각 속도에 의존한다는 것을 알려져 있다. 냉각 속도가 다르면 결함 농도도 달라진다. 이들 결함 및 결정 전체에 걸친 이들 결함의 균일성은, 결함들이 복잡한 고집적회로의 생산에서 재료의 항복 포텐셜 (yield potential) 에 심각한 충격을 가할 수 있기 때문에, 전자소자 제조에 있어서 중요성이 급속하게 향상되었다.

제안된 하나의 해결책은 결함이 형성되면 뒤따라 결함을 제거하는 것이다. 그러한 결함 감소는 웨이퍼 형성에서의 실리콘 고온 열처리에 일반적으로 의존한다. 요구되는 특정한 처리는 결정내 결함의 농도 및 위치에 의존하여 변하게 된다. 균일한 축방향 결함 농도를 갖지 않은 결정으로부터 절단된 서로 다른 웨이퍼들 각각은 서로 다른 성장 후 방법을 필요로 할 수도 있다. 그러나 이러한 해결책은, 상대적으로 비용이 들고 잠재적으로는 결정내에 금속성 불순물을 도입한다. 게다가, 이러한 접근은 모든 결정과 관련된 결함, 특히 결정의 꼬리 단부내의 결함에 대해서는 보편적으로 효과가 없다.

제안된 다른 해결책은 결정 성장 동안 결함 생성 속도에 영향을 준으로써 결함의 밀도를 감소시키는 것이다. 예를 들면, 오다 (Oda) 등의 미국 특허 제 5,248,378 호에서는, 결함을 감소시키고 산화막 절연파괴 강도를 향상시키 기 위해 1150℃ 이상의 온도 범위에서 보다 큰 거주 시간 (residence time) 을 갖는 결정을 성장시키기 위하여 성장 챔버내에 열절연체 (또는 선택적으로는, 히터) 를 사용하는 것을 제안하였다. 그러나, 이러한 방법은 성장 챔버의 변경을 요구하고, 이러한 변경은 결정 인상 장치내 오염의 원인이 될 수 있다.

결정의 일정한 직경부의 성장 동안 약 0.4 mm /분 이하값으로 인상 속도를 감소시키는 다른 방법이 제안되었다. 그러나 이러한 제안은, 인상 속도가 상대적으로 느리기 때문에, 각각의 결정 인상 장치에 대한 처리량 감소를 유도하므로 완전하게 만족스럽지는 못하다.

본 발명의 몇가지 목적 및 특징들은 단결정의 열이력을 제어하는 방법; 지배적인 고유의 점 결함으로 베이컨시가 바람직한 단결정에서의 결함 균일성을 제어하는 방법; 웨이퍼 형태의 실리콘에 대한 고온 열처리를 필요로 하지 않거나, 또는 다른 고온 열처리를 필요로 하지 않는 방법; 결정 인상 장치의 중대한 변경을 필요로 하지 않는 방법; 결정 본체의 성장 동안 인상 속도를 감소시켜도 처리량이 실질적으로 감소하지 않는 방법; 결정의 냉각 속도가 결정 몸체의 열이력의 균일성을 개선하기 위하여 결정 인상 장치내에서 제어되는 방법; 및 약 950℃ 이상의 온도에서 결정 인상 장치내 결정의 거주 시간이 결정 본체의 열이력의 균일성을 개선하기 위해 제어되는 방법이다.

따라서, 간단히 말해, 본 발명은 쵸크랄스키 방법에 따라 균일한 열이력을 갖는 단결정 실리콘을 생산하는 방법에 관련되어 있다. 이러한 방법에 있어서, 실리콘 결정은, 본체의 성장 동안 뿐만 아니라 결정의 엔드콘의 성장 동안에도, 상대적으로 일정한 속도로 실리콘 융해물로부터 인상된다. 상대적으로 일정한 속도는, 예를 들면, (ⅰ) 결정 본체의 성장 동안의 도가니 및 결정 회전 속도에 대하여 엔드콘 성장 동안의 도가니 및 결정의 회전 속도를 감소시키고, 및/또는 (ⅱ) 엔드콘 성장 동안에 종래 공급된 파워에 대하여 엔드콘 성장 동안 실리콘 용융물을 가열시키는데 사용되는 히터에 공급되는 파워를 증가시킴으로써 달성될 수 있다.

이러한 방법 변수에 대한 부가적인 조정들은 개별적으로 또는 조합하여 행해질 수 있다.

본 발명은 또한 쵸크랄스키 성장 결정에서 특히 플로우 패턴 결함 및 산소 침전, 결함의 형성 및 균일성을 제어하는 방법에 관한 것이다. 방법에 있어서, 결정 인상 속도는 약 950℃ 내지 1100℃ 의 온도 범위에서 실질적으로 결정의 본체 전체에 대하여 상대적으로 균일한 거주 시간 및 냉각 속도를 유지하도록 제어된다. 이러한 요소들은, 예를 들면, 본체 성장 동안 적용된 평균 결정 인상속도에 가까운 값으로 엔드콘 성장 동안의 평균 결정 인상 속도를 유지함으로써 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 목적과 특성은 부분적으로 명백하고 부분적으로 이 다음에 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 쵸크랄스키 성장 장치의 단면도.

도 2a 는 종래 방식으로 공칭 직경 200 ㎜ 결정의 본체를 성장시키는 동안 결정 인상 속도와 히터 파워의 통상적인 선형 모델을 나타내는 그래프.

도 2b 는 종래 방식으로 공칭 직경 200 ㎜ 결정의 본체를 성장시키는 동안 도가니와 결정 회전 속도의 통상적인 선형 모델을 나타내는 그래프.

도 2c 는 종래 방식으로 공칭 직경 200 ㎜ 결정의 엔드콘을 성장시키는 동안 결정 인상 속도와 점진적인 파워 증가의 통상적인 선형 모델을 나타내는 그래프.

도 2d 는 종래 방식으로 공칭 직경 200 ㎜ 결정의 엔드콘을 성장시키는 동안 도가니와 결정 회전 속도의 통상적인 선형 모델을 나타내는 그래프.

도 3 은 종래 방식과 개선된 방법에 따라 인상된 공칭 직경 200 ㎜ 의 결정들에 대한 결정 인상 속도의 선형 모델들을 나타내는 그래프.

도 4 는 실리콘 융해물로부터 분리된 후 즉시 결정의 온도 프로파일을 나타내는 새로운 방법에 따라 인상된 결정의 단면도.

도 5a 및 도 6a 는 본 발명의 2 개의 다른 실시예에 따라 성장된 엔드콘에 대한 결정 인상 속도 및 점진적인 파워 증가의 선형 모델을 나타내는 그래프.

도 5b 및 도 6b 는 도 5a 및 도 6a 에 도시된 동일한 엔드콘에 대한 도가니 및 결정 회전 속도의 성형 모델을 나타내는 그래프.

도 7 은 새로운 방법에 따라 공칭 직경 200 ㎜ 결정의 성장 동안 결정 인상 속도의 선형 모델을 나타내는 그래프.

도 8 은 실리콘 융해물과 접촉되어 있는 동안 새로운 방법 에 따라 인상된 결정의 축방향 온도 프로파일을 나타내는 그래프.

도 9a 는 종래 방식으로 성장된 결정에 대한 침전된 산소량 및 상기 결정에 걸친 침전된 산소량의 축방향 변동을 나타내는 그래프.

도 9b 는 새로운 방법에 따라 성장된 결정에 대한 침전된 산소량 및 상기 결정의 전체에 걸친 침전된 산소량의 축방향 변동을 나타내는 그래프.

도 10a 는 종래 방식으로 성장된 결정에 대한 플로우 패턴 결함 밀도 및 상기 결정의 전체에 걸친 플로우 패턴 결함 밀도의 축방향 변동을 나타내는 그래프.

도 10b 는 새로운 방법에 따라 성장된 결정에 대한 플로우 패턴 결함 밀도 및 상기 결정의 전체에 걸친 플로우 패턴 결함 밀도의 축방향 변동을 나타내는 그래프.

도 11 은 종래의 방식으로 공칭 직경 200 ㎜ 의 결정을 성장시키는 동안 결정 인상 속도의 선형 모델을 나타내는 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 결정 인상 장치 12 : 도가니

14 : 챔버 16 : 융해된 실리콘

18 : 히터 20 : 절연물

22 : 인상 와이어 24 : 시드

25 : 네크 영역 26 : 단결정 잉곳

29 : 본체 30 : 엔드콘

본 발명에 따른 상기 방법은 결정 본체에 걸쳐 거의 균일한 열이력을 갖는 쵸크랄스키 단결정 실리콘을 제조한다. 상기 방법에서는, 냉각 속도 및 대략 950 ℃ 이상의 온도에서 성장된 결정의 거주 시간은, 상기 결정 성장 전체에 걸쳐서 상대적으로 일정한 결정 인상 속도를 유지함으로써, 필요하다면, 결정과 도가니 회전 속도 및/또는 상기 방법 동안 히터에 공급되는 파워를 조정함으로써 제어된다. 상기 방법에 의해 성장된 결정은, 특히 결정의 제 2 절반부 또는 꼬리 단부에서 플로우 패턴 결함 및 산소 침전물과 같은 결함들의 상대적으로 균일한 축방향 농도를 나타낸다. 다른 장점들 중에서 상기 균일성은 성장 후 프로세싱 문제점 및 비균일 결정이 마주하는 비용 문제를 줄일 수 있다.

이제, 도 1 을 참조하면, 쵸크랄스키 방법으로 실리콘 단결정 잉곳을 제조하는 결정 인상 장치 (10) 가 도시되어 있다. 상기 결정 인상 장치 (10) 는 그라파이트 서셉터(graphite susceptor)(13) 에 의해 둘러싸이고 수냉식 스테인레스 스틸 성장 챔버 (14) 내에 내포되는 융합된 실리카 도가니 (12) 를 구비한다. 다결정 실리콘 고체(도시되지 않음) 를 상기 도가니 (12) 에 더함으로써 실리콘 융해물이 만들어진다. 상기 실리콘 고체는 도가니 (12) 를 둘러싸는 히터 (18) 로부터 공급되는 열에 의해 융해된다. 상기 히터 (18) 는 도가니 내부에 열을 보유하도록 절연물 (20) 로 둘러 싸인다.

하단부에 단결정 실리콘 시드 (seed) (24) 를 지탱하는 결정 인상 샤프트 또는 와이어 (22) 가 상기 실리콘 융해물 (16) 위쪽에 위치된다. 시드 실리콘이 융해된 실리콘 (16) 내부로 낮추어짐에 따라, 상기 시드는 융해하기 시작한다. 열 평형 이후, 상기 인상 와이어 (22) 는 융해된 실리콘 (16) 으로부터 상기 시드 (24) 를 끌어당긴다. 시드 (24) 가 끌어당겨짐에 따라, 융해물로부터의 액상 실리콘은 상기 융해물 (16) 위에서 단결정으로 시드 둘레에서 응고된다. 형성된 단결정이 매달리는 인상 와이어 (22) 는 회전하면서 계속적으로 융해물로부터 끌어당겨지고, 종래의 쵸크랄스키 방법에서와 같이 거의 원통형 결정을 형성한다. 결정의 네크 (neck) 영역 (25) 이 형성된 후, 인상 속도가 줄어들어 통상적으로 결정의 콘(cone)으로 지칭되는 외면상 나팔꽃 모양 영역 (28) 을 형성한다. 소망의 직경이 얻어지면, 인상 속도 및 다른 성장 조건들은 결정 (26) 의 시드콘 (seed-cone)(28) 과 엔드콘 (30) 사이에서 본체 (29) 에 대하여 거의 연속적인 직경을 제공하도록 제어된다.

단결정 (26) 이 인상되면서, 도가니 (12) 는 결정 (26) 의 방향에 반대되는 방향으로 샤프트 (31) 를 통하여 회전된다. 결정이 성장함에 따라, 도가니 (12) 가 성장 챔버 (14) 내에서 상승되어 실리콘 융해물 (16) 이 소모되는 것을 보충한다. 융해물이 거의 고갈되면, 방법 변수들은 결정 직경을 감소시키도록 조정되어 결정 (26) 의 원추형 엔드콘 (30) 을 형성한다. 일단 엔드콘 (30) 의 직경이 충분히 작다면, 일반적으로 2 ㎜ 내지 4 ㎜, 결정의 본체로 전위가 퍼지지 않고 실리콘 융해물로부터 결정 (26) 이 분리될 수 있다. 그 다음에, 단결정 잉곳 (26) 은 성장 챔버 (14) 로부터 제거되어 실리콘 웨이퍼를 만들게 된다.

성장하는 결정의 각각의 응고된 세그먼트는 성장 방법 동안 실리콘 융해물 및 도가니로부터 들어올려져 멀어짐에 따라 냉각되어 결정 내부에서 축방향의 온도 기울기를 나타낸다. 융해물 경계에서 결정의 응고된 세그먼트는 대략 1412 ℃ 의 온도를 갖는다. 결정에서 먼저 성장된 세그먼트는 그것에 대응하여 보다 낮은 온도를 갖는다. 예를 들어, 공칭 직경 200 mm 결정에 대하여, 결정이 실리콘 융해물로부터 분리되자 마자 온도 기울기는 엔드콘의 팁(tip) 에서의 대략 1412 ℃ 에서 시드콘에서의 대략 750 ℃ 이하의 범위를 갖는다. 그러나, 일단 융해물로부터 분리되면, 결정은 실리콘 융해물 및 도가니로부터 더 이상은 직접 도전성 열을 받지 못하고 성장 방법 동안 보다 빨리 냉각된다.

결정의 축방향의 온도 기울기는 융해물로부터 인상된 후 결정의 응고된 각 세그먼트가 냉각되는 속도에 좌우된다. 일정한 직경을 갖는 결정에 대해서는, 이러한 냉각 속도는 기본적으로 결정 인상 속도 및 히터에 공급되는 파워에 좌우된다. 냉각 속도는 또한 보다 덜한 정도로 결정과 도가니 회전 속도 및 가능한 결정 인상 속도의 범위 사이의 관계에 의한 결정과 도가니 회전 속도에도 좌우된다. 성장 방법에 걸쳐 일정한 결정 인상 속도 및 일정한 파워 공급이면, 성장하는 결정은 상대적으로 일정한 속도로 냉각된다.

그러나, 통상적으로, 인상 속도는 상대적으로 일정한 속도로 유지되지 않는다. 결정의 성장의 출발점에서 결정 인상 속도는 대략 1.00 mm /분 내지 대략 1.50 mm /분의 범위를 갖는다. 결정의 성장이 진행함에 따라, 결정 인상 속도는 대략 0.45 mm /분 내지 대략 1.25 mm /분의 범위로 줄어든다. 결정의 제 2 절반부가 성장하는 동안, 인상 속도는 일반적으로 대부분의 초크랄스키 방법으로 성장된 결정에 대하여 대략 0.45 mm /분 내지 대략 1.00 mm /분의 범위이다. 예를 들어, 직경 200 mm 결정 본체의 제 2 절반부가 성장하는 동안의 인상 속도는 대략 0.45 mm /분 내지 대략 0.55 mm /분의 범위이며, 대략 0.50 mm /분 내지 대략 0.55 mm /분의 평균 속도를 갖는다. 그러나, 이 인상 속도는 다른 변수들에 대해 독립적인 것이 아니다. 예를 들어, 일반적인 규칙으로써, 인상 속도는 결정 직경, 투입량 크기 및 인상 장치 크기가 커짐에 따라 감소한다.

종래의 쵸크랄스키 성장 실리콘에 대해서, 엔드콘이 성장하는 동안 사용되는 결정 인상 속도는 본체 성장 속도와 현저하게 다르다. 엔드콘 성장 동안의 결정 인상 속도는 본체의 제 2 절반부가 성장하는 동안 사용되는 결정 인상 속도에 대하여 빠르게 증가된다. 엔드콘이 최종적으로 실리콘 융해물로부터 분리되면, 결정 인상 속도는 일반적으로 대략 4.00 mm /분 이상이다. 종래의 엔드콘 성장 동안의 평균 결정 인상 속도는 통상적으로 대략 1.50 mm /분 이다. 이것 때문에 결정의 하부에 대해서 대략 950 ℃ 내지 대략 1100 ℃ 사이의 온도에서 현저하게 큰 냉각 속도 및 짧은 거주 시간을 갖게 된다. 도 2a 내지 도 2d 및 도 3 은 종래의 방식 및 본 발명에 따라 성장된 결정에 대한 통상적인 결정 인상 속도, 결정 및 도가니 회전 속도, 및 파워의 값을 도시한다. 도 4 는 결정의 온도 프로파일을 반영하는, 본 발명에 따라 인상된 대표적인 결정의 단면도이다.

결정의 다른 세그먼트들에 대한 이러한 냉각 속도 및 거주 시간의 변동은 결정의 본체에서, 특히 본체의 제 2 절반부에서 플로우 패턴 결함 및 산소 침전 농도의 대응하는 축방향 변동을 일으킨다. 결정내에서 플로우 패턴 결함들의 형성 및 산소 침전은 대략 1100 ℃ 내지 950 ℃ 의 온도 범위에서 발생하고 결정 냉각 속도에 좌우된다. 플로우 패턴 결함은 간극 보다는 베이컨시 (vacancy) 가 지배적인 고유의 점 결함을 갖는 실리콘 결정에서 주로 문제점이다. 소자 성능 및 수득율은 이들 결함의 균일성 및 농도에 의존한다.

일단 결정의 온도가 대략 1100 ℃ 로 냉각되면, 결정의 베이컨시 농도는 임계 과포화에 도달하고 플로우 패턴 결함이 좁은 온도 범위에 걸쳐 형성되기 시작한다. 이들 플로우 패턴 결함은 개별적인 베이컨시의 응집 덩어리이고 결정이 대략 950 ℃ 로 냉각됨에 따라 다른 베이컨시를 끌어 당기고 수집하는 싱크 로써 작용한다. 비록 결정이 대략 1100 ℃ 로부터 계속 냉각됨에 따라 플로우 패턴 결함의 개수가 거의 일정하게 유지되지만, 개별적인 플로우 패턴 결함의 크기는 계속 커진다. 이러한 온도 범위에서, 가장 알맞은 에너지 상태가 그러한 플로우 패턴 결함의 형성을 뒷받침한다. 일단 결정의 온도가 대략 950 ℃ 이하로 내려가면, 베이컨시 밀도 및 플로우 패턴 결함에서 어떠한 추가적인 변동이 없다. 그러나, 일단 결정의 세그먼트의 온도가 대략 950 ℃ 와 대략 1100 ℃ 사이에서 유지된다면, 상기 세그먼트내에서 베이컨시의 농도는, 그러한 베이컨시들이 플로우 패턴 결함으로 덩어리짐에 따라 계속 줄어든다. 그러므로, 결정이 융해물로부터 인상된 후 빠르게 냉각되면 될수록 베이컨시의 밀도는 커진다. 만일 결정의 각각의 세그먼트에 대한 냉각 속도가 균일하지 않다면, 결정 전체에 걸쳐 이들 결함의 밀도도 균일하지 않다.

차례로 베이컨시의 밀도는 산소 침전 성질에도 영향을 준다. 일반적으로, 베이컨시의 밀도가 감소함에 따라, 결정내에서 산소 덩어리(cluster)의 형성 속도도 감소한다. 만일 결정 냉각 속도가 충분히 느리면, 베이컨시는, 산소 침전 성질에 실질적으로 영향을 주지 않는 플로우 패턴 결함으로 변환을 통하여 결정으로부터 대량으로 제거된다. 최소값에서, 그러한 베이컨시들은 실질적으로 산소 덩어리 형성에 영향을 주지 않는 레벨까지 감소될 수 있다.

종래대로 성장된 결정내의 플로우 패턴 결함 및 산소 침전의 축방향 농도는 두드러진 변동을 나타낸다. 결정의 중간부에 대한 농도는 상당히 균일한 반면에, 시드 단부 및 꼬리 단부에 대한 농도는 균일하지 않다. 엔드콘의 성장 동안에 증가된 인상 속도에 의해 꼬리 단부에 대한 냉각이 보다 빨라지고 꼬리 단부에서 산소 침전의 농도를 증가시킨다.

시드 단부의 비균일성은 통상적으로 결정 성장 후 고온 열처리에 의해 제거될 수 있다. 이러한 처리는 보통 대략 900 ℃ 내지 1000 ℃ 의 온도 범위에서의 웨이퍼 어닐링으로 구성된다. 고온 열처리로 꼬리 단부 비균일성을 제거하기 위한 사전의 시도들은 만족스럽지 못하다. 꼬리 단부에서 산소 침전은 시드 단부에서의 산소 침전만큼 용이하게 다시 용해되지 않는다. 그러므로, 웨이퍼 어닐링은 대략 1000 ℃ 내지 1200 ℃ 상의 온도에서 수행된다. 상기 어닐링은 결정에서 비균일성을 제거하는데 완전하게 효과적이지는 않다. 또한 결정내에서 금속성 오염 및 슬립 전위와 같은 다른 문제점도 나타난다.

반면에, 개선된 방법에서는, 결정의 본체에 대해 꼬리 단부에서 두드러진 비균일성은, 결정이 대략 950 ℃ 와 1100 ℃ 사이의 범위에서 냉각됨에 따라 상대적으로 일정한 냉각 속도 및 거주 시간을 유지함으로써 제거되거나 또는 최소화된다. 본체의 제 2 절반부를 성장시키는 동안 사용된 결정 인상 속도에 필적하는 속도로 엔드콘의 성장 동안의 평균 결정 인상 속도를 유지시킴으로써, 본체의 제 2 절반부에 대한 냉각 속도는 개선된 방법을 사용하여 상대적으로 균일하게 된다. 상대적으로 일정한 결정 인상 속도 때문에, 결정 본체의 각각의 세그먼트는 대략 950 ℃ 내지 1100 ℃ 사이의 온도에서 필적하는 냉각 속도 및 거주 시간을 갖는다. 인상 속도는 요구되는 만큼 정밀하게 제어될 수 있다. 결정의 열이력에서 소망되는 균일성이 크면 클수록 인상 속도는 보다 정확하게 제어될 수 있다.

만일 대략 950 ℃ 와 1100 ℃ 사이의 온도에서 제 2 절반부의 다른 세그먼트에 대한 본체의 상기 제 2 절반부의 각각의 세그먼트의 평균 냉각 속도 및 거주 시간 변동이 대략 50 % 를 초과하지 않으면, 성장 후 프로세싱 문제점은 최소화되고 일반적으로 본체의 제 2 절반부의 결정 균일성은 수용가능한 한계 이내로 포함된다는 것을 알 수 있다. 상기 변동은 35 % 를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 변동은 20 % 를 초과하지 않는 것이 좋다. 보다 더욱 바람직하게는, 상기 변동은 5 % 를 초과하지 않는 것이 좋다. 가장 바람직하게는, 상기 변동은 5 % 를 초과하지 않는 것이 좋다. 상대적인 냉각 속도 및 거주 시간의 절대값은 결정 인상기, 결정 직경 및 다른 변수들에 좌우되어 변할 것이다. 그러나, 절대값이 본 발명에 중요한 것이 아니라, 오히려, 절대값들 사이의 상대적인 차이가 중요하다. 또한, 결정의 균일성에서 수용가능한 변동은 결정의 특정한 응용에도 좌우될 것이다. 어떤 응용은 상대적으로 정밀한 균일성을 요구하는 반면에, 다른 응용은 보다 낮은 균일성을 허용한다.

본 방법에서는, 결정의 각 세그먼트에 대한 소망의 냉각 속도 및 거주 시간이 결정의 성장 속도를 제어함으로써 얻어진다. 본 발명의 일실시예에서, 실리콘 결정 본체의 제 2 절반부는 속도 (R_B) 로 실리콘 융해물로부터 인상되며, 여기서 R_B는 시간의 함수로써의 결정 본체의 제 2 절반부에 대한 성장 속도이다. 예를 들어, 일반적으로 60 Kg 투입량을 함유하는 18 인치 직경의 도가니로부터 인상되는 공칭 직경 200 mm 본체의 R_B는 대략 0.45 mm /분 내지 0.55 mm /분의 범위를 갖는다(도 3 에 예시된 바와 같이). 일단 본체의 성장이 완료되면, 결정의 엔드콘이 속도 (R_E) 로 실리콘 융해물로부터 인상되며, 여기서 R_E는 시간의 함수로써의 결정의 엔드콘에 대한 성장 속도이다. R_B에 대한 R_E의 비율은 일반적으로 대략 0.50 내지 1.50 의 범위이다. 상기 비율은 대략 0.65 내지 1.35 의 범위가 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 비율은 대략 0.80 내지 1.20 의 범위가 좋다. 보다 더욱 바람직하게는, 상기 비율은 대략 0.90 내지 1.10 의 범위가 좋다. 가장 바람직하게는, 상기 비율은 대략 0.95 내지 1.05 의 범위가 좋다.

실시예 1 및 2 에 명시된 방법 조건들 하에서 엔드콘 성장 동안의 결정 인상 속도의 예시값은 일반적으로 대략 0.45 mm /분 내지 대략 1.25 mm /분의 범위이다. 엔드콘 성장의 평균 속도는 통상적으로 대략 0.45 mm /분 내지 대략 0.75 mm /분 이다. 결정 인상 속도는 대략 0.45 mm /분 내지 대략 0.65 mm /분의 범위가 바람직하다. 보다 바람직하게, 결정 인상 속도는 대략 0.45 mm /분 내지 대략 0.65 mm /분이 좋다. 보다 큰 결정 직경에 대하여, 이들 예시적인 인상 속도값들은 대응하여 낮아질 것이다.

3 개의 다른 기본적인 방법 변수들이 또한 방법을 보다 개선하기 위하여 개별적으로 또는 조합하여 조정될 수 있다. 엔드콘의 성장 동안 히터에 공급되는 평균 파워는 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 공급되는 평균 파워에 비례하여 증가될 것이다. 종래의 방법에서 엔드콘의 성장 동안, 공급되는 파워의 한정된 증가가 엔드콘의 성장 동안 발생한다. 예를 들어, 이전에 설명된 공칭 직경 200 mm 결정의 본체 성장 동안 히터에 공급되는 파워는 대략 90 kW 내지 100 kW 사이에서 유지된다. 그 다음에, 종래의 엔드콘 성장 동안 거의 선형적으로 파워가 증가되어 전체적으로 10.5 kW 증가된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 엔드콘 성장 동안 공급되는 평균 파워는 종래의 값으로 유지된다.

게다가, 결정 및 도가니 회전 속도도 엔드콘의 성장 동안 조정될 수 있다. 일반적으로 본체의 성장 동안 결정 회전 속도 및 도가니 회전 속도는 대략 10 rpm 내지 15 rpm 사이 및 대략 5 rpm 내지 10 rpm 사이로 각각 유지된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 결정 및 도가니 회전 속도는 엔드콘의 성장 동안 그들 각각의 평균 속도가 본체의 성장 동안의 평균 결정 및 도가니 회전 속도보다 작아지도록 조정된다. 엔드콘의 성장 동안 결정 회전 속도는 대략 10 rpm 보다 작아지고 및/또는 엔드콘의 성장 동안 도가니 회전 속도는 대략 6 rpm 보다 작아지는 것이 바람직하다. 결정 및 도가니에 대한 회전 속도는 아래로 경사지는 (ramped) 것이 보다 바람직하다. 결정 및 도가니에 대한 회전 속도는 대략 10 rpm 내지 5 rpm 및 대략 6 rpm 내지 1 rpm 으로 각각 아래로 경사지는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 제 2 실시예에서, 결정 인상 속도 및 R_B에 대한 R_E의 비율은 본 발명의 제 1 실시예에서 처럼 제어된다. 그러나, 다른 변수들은 다르게 제어된다. 평균 결정 및 도가니 회전 속도는, 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 유지되는 평균 속도에 대하여 엔드콘의 성장 동안 변하지 않는다. 대신, 엔드콘의 성장 동안 히터에 공급되는 평균 파워인 부가적인 기본 변수만 조정된다. 이 평균 파워는, 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 히터에 공급되는 종래의 평균 파워에 비례하여 증가된다. 예를 들어, 상술된 공칭 직경 200 mm 결정상의 엔드콘의 성장 동안 히터에 공급되는 파워는 엔드콘의 성장 동안 거의 선형적으로 증가되어 전체적으로 대략 20 kW 증가된다. 엔드콘 성장 동안 평균 파워는 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 히터에 공급되는 평균 파워의 110 % 이상 되도록 증가되는 것이 바람직하다. 엔드콘 성장 동안 평균 파워는 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 히터에 공급되는 평균 파워의 120 % 이상 되도록 증가되는 것이 보다 바람직하다. 엔드콘 성장 동안 평균 파워는 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 히터에 공급되는 평균 파워의 130 % 이상 되도록 증가되는 것이 가장 바람직하다. 상기 방법에서 요구되는 평균 파워는, 부분적으로, 결정의 직경에 좌우된다. 결정의 직경이 커짐에 따라, 또한 요구되는 평균 파워도 증가한다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 엔드콘의 제 1 절반부의 성장 동안의 평균 인상 속도는 엔드콘의 제 2 절반부의 성장 동안의 평균 인상 속도와 거의 동일하다. 결정 본체의 제 2 절반부의 성장 전체에 걸친 인상 속도는 0.6 mm /분을 초과하지 않는 평균 속도로 유지된다. 게다가, 본체 길이의 마지막 10 % 동안, 인상 속도는 대략 0.4 mm /분의 속도로 감소된다. 본체의 성장이 완료된 후, 엔드콘이, 엔드콘 길이의 제 1 절반부 성장 동안 0.6 mm /분을 초과하지 않는 속도로 성장된다. 엔드콘 길이의 제 1 절반부가 성장된 후, 인상 속도는 0.6 mm /분 이상 또는 이하의 값으로 조정될 수 있다.

다음의 예에서 예시된 바와 같이, 본 발명의 방법은 단일 실리콘 결정의 열이력을 보다 정밀하게 조절하는데 사용될 수 있다. 인상 속도가 보다 정밀하게 일정한 값으로 유지되면 될 수록, 결정의 열이력은 보다 균일해진다. 하기 예는 소망의 결과를 달성하기 위해 사용될 수 있는 여러 가지 조건들을 기재한다. 단결정 공칭 직경, 도가니 직경 및 부하 크기와 같은 파라미터에 좌우되어, 엔드콘의 성장 동안의 어떤 점에서 히터에 공급되는 파워 뿐만 아니라 결정과 도가니의 회전 속도를 또한 조정하는 것이 바람직하다. 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b 에 유사한 데이터가 다른 결정 직경, 축방향 길이, 도가니 회전 속도, 결정 회전 속도, 결정 인상 속도 및 히터 파워에 대하여 만들어질 수 있다. 그리고, 결정에 대하여 소망의 열이력을 생성하는 도가니 회전 속도 및 결정 회전 속도 램핑 (ramping) 프로그램이 추론될 수 있다. 엔드콘 성장의 초기의 값들로부터 회전 속도들은 감소되고 파워는 증가되는 한 그러한 실시예들은 본 발명의 범위에 포함되리라고 기대된다.

다음의 실시예들은 본 발명을 예시한다:

실시예 1

단일 실리콘 결정 (200 mm 의 공칭 직경 및 600 mm 의 공칭 길이) 이 레이볼드 (Leybold) 인상 장치를 사용하여 60 kg 의 폴리실리콘 투입량을 함유하는 18 인치 직경의 도가니로부터 인상되었다. 이 결정 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 결정 인상 속도는 대략 0.50 mm /분 내지 대략 0.75 mm /분 사이에서 유지되었다. 본체의 성장 동안, 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 10 rpm 내지 15 rpm 및 대략 5 rpm 내지 10 rpm 사이에서 유지되었다. 본체의 성장 동안, 히터로 공급되는 파워는 대략 90 kW 내지 100 kW 사이에서 유지되었다.

엔드콘의 성장 동안, 결정 인상 속도는 대략 0.50 mm /분 내지 대략 0.75 mm /분 사이에서 유지되었고, 그리고 히터로 공급되는 파워는, 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 공급된 평균 파워에 대하여 점진적으로 증가되었다. 상기 파워는 거의 선형적으로 증가되어 전체적인 증가량은 대략 10.5 kW 이었다. 게다가, 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 10 rpm 에서 대략 5 rpm 으로, 대략 6 rpm 에서 대략 1 rpm 으로 점진적으로 감소했다. 엔드콘은 실리콘 융해무로부터 성공적으로 성장되고 분리되었다. 도 5a 및 도 5b는 엔드콘의 성장 전체에 걸친 결정 인상 속도, 결정 회전 속도, 도가니 회전 속도 및 히터 파워의 명시적인 값을 요약한다.

실시예 2

단일 실리콘 결정 (200 mm 의 공칭 직경 및 600 mm 의 공칭 길이) 이 레이볼드 인상 장치를 사용하여 60 kg 의 폴리실리콘 투입량을 함유하는 18 인치 직경의 도가니로부터 인상되었다. 이 결정 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 결정 인상 속도는 대략 0.50 mm /분 내지 대략 0.75 mm /분 사이에서 유지되었다. 본체의 성장 동안, 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 10 rpm 내지 15 rpm 및 대략 5 rpm 내지 10 rpm 사이에서 유지되었다. 본체의 성장 동안, 히터로 공급되는 파워는 대략 90 kW 내지 100 kW 사이에서 유지되었다.

엔드콘의 성장 동안, 결정 인상 속도는 대략 0.50 mm /분 내지 대략 0.75 mm /분 사이에서 유지되었고, 그리고 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 10 rpm 및 6 rpm 으로 유짇되었다. 히터로 공급되는 파워는, 본체의 제 2 절반부의 성장 동안 공급된 평균 파워에 대하여 점진적으로 증가되었다. 상기 파워는 거의 선형적으로 증가되어 전체적인 증가량은 대략 20 kW 이었다. 엔드콘은 실리콘 융해무로부터 성공적으로 성장되고 분리되었다. 도 6a 및 도 6b는 엔드콘의 성장 전체에 걸친 결정 인상 속도, 결정 회전 속도, 도가니 회전 속도 및 히터 파워의 명시적인 값을 요약한다.

실시예 3

단일 실리콘 결정 (200 mm 의 공칭 직경 및 700 mm 의 공칭 길이) 이 페로플루이딕(ferrofluidics) 결정 인상 장치를 사용하여 100 kg 의 폴리실리콘 투입량을 함유하는 22 인치 직경의 도가니로부터 인상되었다. 결정 성장 동안의 결정 인상 속도는 도 7 에 반영되어 있다. 결정의 250 mm 내지 700 mm 부분의 성장 동안, 인상 속도는 0.65 mm /분으로 평균되었다. 결정의 상기 부분이 성장하는 동안 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 11 rpm 내지 14 rpm 및 대략 6 rpm 내지 9 rpm 사이였다. 결정의 상기 부분의 성장 동안 히터로 공급되는 파워는 대략 140 kW 내지 200 kW 로 유지되었다. 실리콘 융해물과 접촉된 동안의 축방향 온도 프로파일이 도 8 에 도시되어 있다.

결정 길이가 대략 700 mm 일 때 엔드콘 성장이 시작되었다. 상기 결정 인상 속도는 엔드콘 성장 전체에 걸쳐 대략 0.58 mm /분으로 유지되었다. 엔드콘 성장 동안, 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 12 rpm 및 대략 8 rpm 으로 유지되었다. 히터로 공급되는 파워는, 본체의 제 2 절반부 성장 동안에 공급된 평균 파워에 대하여 점진적으로 증가되었다. 상기 파워는 거의 선형적으로 증가되어 전체적인 증가량이 20 kW 이었다.

그 다음으로, 결정 본체의 종방향 단면이 800 ℃ 에서 4 시간, 뒤이어 1000 ℃ 를 초과하는 온도에서 16 시간으로 구성되는 침전 사이클을 사용하여 어닐링 되었다. 상기 종방향 단면을 FTIR 분광기로 조사하여 침전된 산소량을 결정하고 30 분 세코 (Secco) 에칭에 의해 결정 전체에 걸친 플로우 패턴 결함 밀도를 결정하였다. 도 9b 는 침전된 산소량 및 결정 전체에 걸친 침전 산소량의 축방향 변동을 도시하는 그래프이다. 도 10b 는 플로우 패턴 결함의 밀도 및 결정 전체에 걸친 밀도의 축방향 변동을 도시하는 그래프이다.

비교 실시예 1

단일 실리콘 결정 (200 mm 의 공칭 직경 및 1000 mm 의 공칭 길이) 이 종래의 방식으로 페로플루이딕 결정 인상 장치를 사용하여 100 kg 의 폴리실리콘 투입량을 함유하는 22 인치 직경의 도가니로부터 인상되었다. 결정 성장 동안의 결정 인상 속도는 도 11 에 반영되어 있다. 결정의 250 mm 내지 900 mm 부분의 성장 동안, 인상 속도는 0.55 mm /분으로 평균되었다. 결정의 상기 부분이 성장하는 동안 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 12 rpm 내지 15 rpm 및 대략 6 rpm 내지 9 rpm 사이였다. 결정의 상기 부분의 성장 동안 히터로 공급되는 파워는 대략 150 kW 내지 200 kW 로 유지되었다. 실리콘 융해물과 접촉된 동안의 축방향 온도 프로파일이 도 8 에 도시되어 있다.

대략 1000 ℃ 및 대략 950 ℃ 의 온도에 대응하는 상기 결정의 축방향 부분들은 각각 융해면으로부터 대략 170 mm 및 대략 250 mm 이었다. 그러므로, 상기 결정에서 플로우 패턴 결함을 위한 성장 영역은 대략 80 mm 의 축방향 길이를 가졌다. 대략 0.55 mm /분의 평균 인상 속도에 기초하여, 결정의 250 mm 내지 750 mm 부분은 대략 950 ℃ 내지 1100 ℃ 의 온도 범위에서 대략 145 분의 거주 시간을 갖고, 상기 온도 범위에서 대략 1.03 ℃/분의 평균 냉각 속도를 가졌다.

결정 길이가 대략 1000 mm 일 때, 300 mm 의 엔드콘의 성장이 시작되었다. 이 때, 대략 1100 ℃ 및 대략 950 ℃의 온도에 대응하는 결정의 축방향 위치들은 각각 대략 830 mm (융해면 위쪽으로 대략 170 mm) 및 750 mm (융해면 위쪽으로 대략 250 mm) 의 위치였다. 결정 인상 속도는 결정의 대략 1075 mm 위치에서 대략 0.6 mm /분의 속도에 도달할 때까지 꾸준히 증가된다. 이 때, 대략 1100 ℃ 및 대략 950 ℃의 온도에 대응하는 결정의 축방향 위치들은 각각 대략 905 mm (융해면 위쪽으로 대략 170 mm) 및 825 mm (융해면 위쪽으로 대략 250 mm) 의 위치였다. 결정 인상 속도는 결정의 1150 mm 위치에서 대략 0.8 mm /분의 속도에 도달할 때까지 꾸준히 증가된다. 이 때, 대략 1100 ℃ 및 대략 950 ℃의 온도에 대응하는 결정의 축방향 위치들은 각각 대략 980 mm (융해면 위쪽으로 대략 170 mm) 및 900 mm (융해면 위쪽으로 대략 250 mm) 의 위치였다.

그러므로, 대략 0.70 mm /분의 평균 인상 속도에 기초하여, 대략 900 mm에서 결정의 세그먼트는 대략 950 ℃ 내지 1100 ℃ 의 온도 범위에서 대략 115 분의 거주 시간을 갖고, 상기 온도 범위에서 대략 1.30 ℃/분의 평균 냉각 속도를 가졌다. 전체적으로, 상기 결정의 750 mm 내지 900 mm 위치에 대한 거주 시간은 실시예 3 에서 성장된 결정의 꼬리 단부에 대한 거주 시간보다 대략 20 % 짧았다. 결정 본체의 나머지 100 mm 길이에 대한 거주 시간은, 결정의 상기 부분이 950 ℃ 로 냉각됨에 따라 인상 속도가 연속적으로 증가하기 때문에 보다 짧아진다.

엔드콘의 성장 동안, 결정 및 도가니 회전 속도는 각각 대략 8 rpm 내지 10 rpm 사이 및 대략 4 rpm 내지 10 rpm 사이에서 유지되었다. 히터로 공급되는 파워는, 본체의 제 2 절반부 성장 동안에 공급된 평균 파워에 대하여 점진적으로 증가되었다. 상기 파워는 거의 선형적으로 증가되어 전체적인 증가량이 대략 20 kW 이었다.

그 다음으로, 결정 본체의 종방향 단면이 750 ℃ 에서 4 시간, 뒤이어 900 ℃ 의 온도에서 4 시간, 뒤이어 1000 ℃ 를 초과하는 온도에서 16 시간으로 구성되는 침전 사이클을 사용하여 어닐링 되었다. 상기 종방향 단면을 FTIR 분광기로 조사하여 침전된 산소량을 결정하고 30 분 세코 에칭에 의해 결정 전체에 걸친 플로우 패턴 결함 밀도를 결정하였다. 도 9a 는 침전된 산소량 및 결정 전체에 걸친 침전 산소량의 축방향 변동을 도시하는 그래프이다. 도 10a 는 플로우 패턴 결함의 밀도 및 결정 전체에 걸친 밀도의 축방향 변동을 도시하는 그래프이다. 도면에 도시된 바와 같이, 침전된 산소량 및 플로우 패턴 결함 밀도의 축방향 균일성은 종래의 방식 (비교 실시예 1) 보다는 본 발명 (실시예 3) 에 따라 얻어진다. 개선된 축방향 균일성은 특히 결정 본체의 단부에서 두드러진다.

비록 본 발명의 명시적인 실시예들과 그것의 응용들이 설명되었지만, 본 발명은 그것들로 끝이거나 또는 제한되지 않는다. 이들 예시들과 설명들은 당분야의 당업자에게 본 발명, 발명의 원리 및 발명의 실제적인 응용을 알려서, 당 분야의 당업자들이 본 발명을 다양한 형태로 특별한 사용의 요구에 가장 적합하도록 채택하고 응용하도록 의도된다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본발명은 종래 결정의 본체의 단부에서 통상적으로 관찰되는 침전된 산소량 및 플로우 패턴 결함 밀도의 증가를 나타내는 대신에, 본 발명에 따라 성장된 결정은 이들 결정 결함들에 대하여 상대적으로 균일한 값들을 나타내며, 균일한 열이력을 갖는 단결정 실리콘을 제조하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 쵸크랄스키 방법에 따라, 콘, 제 1 절반부 및 제 2 절반부를 갖는 본체 및 엔드콘의 순서로 구성되는 결정 실리콘 잉곳이 회전하는 도가니내에 담긴 실리콘 융해물로부터 회전하며 인상되는 결정 성장 방법 동안 상기 단결정 실리콘 잉곳의 열이력을 제어하며,

   시간의 함수로써 상기 결정 실리콘 본체의 제 2 절반부에 대한 평균 인상 속도인 속도 (R_B) 로 실리콘 융해물로부터 상기 결정 실리콘 잉곳 본체의 제 2 절반부를 인상하는 단계;

   시간의 함수로써 상기 결정 실리콘 잉곳의 엔드콘에 대한 평균 인상 속도인 속도 (R_E) 로 실리콘 융해물로부터 상기 결정 실리콘 잉곳의 엔드콘을 인상하는 단계;

   를 구비하는 방법에 있어서, R_B에 대한 R_E의 비율이 대략 0.50 과 대략 1.50 사이가 되도록 R_B및 R_E가 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, R_B에 대한 R_E의 비율이 대략 0.80 내지 대략 1.20 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, R_B에 대한 R_E의 비율이 대략 0.95 내지 대략 1.05 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 시간의 함수로써 엔드콘에 대한 평균 성장 속도는 대략 0.45 mm /분 내지 대략 0.55 mm /분 인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 엔드콘 성장 동안의 도가니 및 잉곳 회전의 평균 속도는 각각 본체 성장 동안의 도가니 및 잉곳 회전의 평균 속도보다 느린 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 엔드콘 성장 동안 잉곳 회전 속도는 대략 분당 12 회전 이하이고, 도가니 회전 속도는 대략 분당 8 회 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 엔드콘 성장 동안 잉곳 및 도가니에 대한 회전 속도는 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 도가니는 잉곳 성장 동안 히터에 의해 가열되고 상기 잉곳 성장 동안에 히터로 공급되는 평균 파워는 본체의 제 2 절반부 성장 동안에 히터로 공급되는 평균 파워보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 엔드콘 성장 동안에 히터로 공급되는 평균 파워는 본체의 제 2 절반부 성장 동안에 히터로 공급되는 평균 파워의 130 % 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 쵸크랄스키 방법에 따라, 콘, 본체 및 제 1 절반부 및 제 2 절반부를 갖는 엔드콘의 순서로 구성되는 결정 실리콘 잉곳이 회전하는 도가니내에 담긴 실리콘 융해물로부터 회전하며 인상되는 결정 성장 방법 동안 상기 단결정 실리콘 잉곳의 열이력을 제어하는 방법에 있어서,

    잉곳의 본체가 대략 0.6 mm /분을 초과하지 않는 속도로 실리콘 융해물로부터 인상되고,

    엔드콘 길이의 제 1 절반부 동안 잉곳의 엔드콘이 대략 0.6 mm /분을 초과하지 않는 속도로 실리콘 융해물로부터 인상되는 것을 특징으로 하는 방법.