KR19980054184U - 반도체 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 내부에 단결정 실리콘이 수용된 석영 도가니에 관한 것이며, 고온에서 필연적으로 진행되는 석영도가니의 결정화를, 인위적 코팅기술을 이용하여 석영 도가니 표면 전체에 균일하게 생기게 함으로써, 종래 결정화의 부분적 진행으로 석영조각들이 떨어져나와 단결정성장을 방해하는 요소를 제거하는 기술이며, 결정성장의 공정시간이 줄어들어 원가를 절감할 수 있으며, 또한 결정성장공정시간의 감소로 성장하는 결정이나 실리콘 융액이 고온에서 장시간 체류하는 것을 방지할 수 있어 보다 양질의 실리콘 단결정을 성장시킬 수 있다.

Description

반도체 장치

본 고안은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 실리콘(Silicon) 단결정 성장시 실리콘 용액을 담고 있는 석영 도가니에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 실리콘 웨이퍼를 기판으로 하여 제작되고, 상기 실리콘 웨이퍼는 실리콘 단결정을 슬라이스(Slice) 형태로 절단하여 형성된다.

상기 실리콘의 단결정 성장시에는 실리콘 융액을 담고 있는 석영 도가니의 표면상태가 매우 중요한데 이는 실리콘 단결정 성장시 고온에서 석영의 결정화로 인해 도가니의 전표면에서 석영조각들이 떨어져 나와 실리콘 결정성장의 수율을 저하시키기 때문이다.

석영은 그 재료 자체특성상 고온으로 가면서 α-석영에서 β-석영으로 재료자체의 상이 변하는 상변태를 경험하며, 또한 고온에서 결정화가 진행되어 원래 비정질 상태였던 부분과 결정화가 진행된 부분의 열팽창계수·부피 등의 차이로 결정화된 부분이 실리콘 융액속으로 떨어져 나오게 된다. 이것을 '석영조각'이라 하며, 이러한 조각은 실리콘 융액의 대류를 타고 성장하는 결정으로 움직이게 된다.

상기 성장하는 결정은 석영조각에 부딪혀 고유한 단결정구조를 잃게 되고 그 순안 실리콘의 단결정 성장시도는 실패하게 되고 장시간 후에 재시도를 하게되며, 이와 같은 상황은 실제 실리콘 단결정 성장시 석영조각발생빈도가 빈번하여 단결정 성장의 수율저하의 주요인이 되는 문제점이 있다.

따라서 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 석영 도가니의 내외부 표면을 균일하게 코팅함에 의해 고온에서 필연적으로 일어나는 석영 도가니 표면에의 석영의 결정화를 석영 도가니의 표면 전체에 균일하게 생기게 함으로써, 종래 결정화의 부분적 진행으로 석영조각들이 떨어져 나오는 단결정 성장을 방해하는 요소로 작용하는 것을 방지하여 결정성장에 따른 공정수율을 향상시킬 수 있는 반도체 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1과 도 2는 본 고안의 기술에 따라 스프레이 시스템을 이용하여 석영 도가니의 내측과 외측 표면을 각각 코팅하는 상태를 도시한 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:석영 도가니2:스프레이(Spray)

3:코팅물질 저장용기4:코팅물질

5:회전체

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 반도체 장치는 내부에 단결정 실리콘이 수용된 석영 도가니의 내, 외측 표면에 확산계수가 높고 실리콘 단결정 성장시 불순물로서 거의 영향을 미치지 않은 코팅물질을 증착함에 의해 상기 도가니 내부에 수용된 단결정 실리콘의 성장시 성장수율을 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 고안에서 적용되는 기술적 사항들을 살펴보면 다음과 같다.

첫째로, 고온에서 석영의 결정화는 결정화에 필요한 핵, 예를들면 각종 불순물, 구조적결함, 사람의 지문 등과 같은 것들이 석영표면에 불규칙하게 산재되어 있어 그에따라 불규칙하게 이곳 저곳에서 진행된다.

따라서, 확산계수가 빠르고 실리콘 단결정 성장시 불순물로서 거의 악영향을 주지않는 물질을 석영표면에 골고루 뿌려주면 고온에서 석영의 전표면에서 거의 동시에 핵생성이 진행되고 이에 따라 표면전체를 동시에 결정화시킬 수 있다.

상기와 같이 표면전체가 동시에 결정화되면 석영조각들이 융액속으로 떨어지지 않게되고 따라서 안정하게 짧은시간에 실리콘 단결정을 성장할 수 있다.

또한 상기 코팅 물질로는 Bs(OH)₂가 가장 적합하며, 기타 실리콘 성질에 해를 끼치지 않는 다른 수화물들을 사용할 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 적합한 실시예에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.

도 1은 본 고안의 기술에 따라 스프레이 시스템을 이용하여 석영 도가니의 내부표면을 코팅하는 상태를 도시한 도면이다.

상기 코팅장치에서 석영 도가니(1)의 내부 표면에 스프레이(2)가 상하로 자유롭게 이동하면서 코팅하게 된다.

이때 상기 스프레이(2)와 연결된 타측부위는 코팅물질(4)이 상기 스프레이를 통해 분사되도록 내부에 코팅물질(4)이 수용된 저장용기(3)가 설치된다.

도 2는 본 고안의 기술에 따라 스프레이 시스템을 이용하여 석용 도가니의 외측 표면을 코팅하는 상태를 도시한 도면이다.

상기 도면에서는 스프레이(2)를 석영 도가니(1)에 대해 시계방향이나 반시계방향으로 자유로이 회전시키면서 코팅물질(4)을 분사시키되, 석영 도가니(1)의 하부에 회전체(5)을 구비시켜 석영 도가니(1)를 회전시키면서 코팅이 되도록 한다.

이때 석영 도가니(1)의 내부 또는 외부표면 코팅은 전부분을 코팅할 수도 있고 원하는 일 부분만을 코팅할 수도 있다.

또한 상기 도 1과 도 2에서와 같은 공정을 같이 수행하여 석영 도가니(1)의 내·외부를 함께 코칭해주면, 고온에서 도가니(1)의 내·외부가 모두 골고루 결정화가 되어 고온에서 연화되어지는 석영의 고유의 성질도 방지할 수 있어서 일석이조의 효과를 가져온다.

또한 고온에서 결정화가 진행되는 것은 불순물 등의 여러요소들이 핵생성을 촉발하기 때문인데, 본 고안에서는 최초부터 석영 도가니(1) 표면에 반도체 소자 제작에 있어 해가 되지 않는 불순물들을 골고루 살포하여 코팅해 줌으로써, 석영 도가니(1) 표면 전반을 동시에 결정화시킴으로써 코팅이 되지 않은 석영 도가니(1) 표면의 부분적 결정화에 의해 실리콘 단결정 성장이 방해받는 현상을 제거해 줄 수 있는 것이다.

이상 상술한 바와 같이, 본 고안은 고온에서 필연적으로 진행되는 석영도가니의 결정화를, 인위적 코팅기술을 이용하여 석영 도가니 표면 전체에 균일하게 생기게 함으로써, 종래 결정화의 부분적 진행으로 석영조각들이 떨어져나와 단결정성장을 방해하는 요소를 제거하는 기술로서, 결정성장의 공정시간이 줄어들어 원가를 절감할 수 있으며, 또한 결정성장 공정시간의 감소로 성장하는 결정이나 실리콘 융액이 고온에서 장시간 체류하는 것을 방지할 수 있어 보다 양질의 실리콘 단결정을 성장시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 내부에 단결정 실리콘이 수용된 석영 도가니의 내, 외측 표면에 확산계수가 높고 실리콘 단결정 성장이 불순물로서 거의 영향을 미치지 않은 Ba(OH)₂또는 수화물계 물질을 증착함에 의해 상기 도가니 내부에 수용된 단결정 실리콘의 성장시 성장소율을 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 도가니 코팅부분은 전부분 또는 일부분인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.