KR19990087649A - 실리콘 단결정 및 실리콘 단결정 박막의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
고 불순물 농도의 CZ 기판의 바로 위에, 그 기판과 같은 도전형, 동시에 거의 같은 농도로 제1층을 기상 성장시켜, 기압을 바꾸어 퍼징시킨 후에, 기판과 같은 도전형, 동시에 기판 보다도 3자리 이상 낮은 농도의 제2층을 기상 성장시킨다. 이로써, 간단한 염가의 프로세스에 의하여 결정 결함층이 없고, 게다가 고농도층과의 계면에서 도팬트 농도가 급격하게 변화하는 실리콘 단결정 박막을 기상 성장시킨다.
Description
종래, 실리콘 단결정 기판(이하, 단순히,「기판」이라 할 경우가 있다)상에, 실리콘 단결정으로 이루어지는 박막(이하, 단순히「박막」이라 할 경우가 있다)을 기상 성장에 의하여 형성하는 경우, 전처리 공정, 기상 성장 공정의 순으로 조작이 행해지고, 도 5에 도시하는 장치가 사용되고 있다.
(1) 전처리공정 (기판 주표면의 실리콘 산화막 제거공정):
도 5에 도시하는 장치의 반응용기(11)내에 실리콘 단결정 기판(2)을 서셉터(8)상에 놓고, 반응용기(11)내에 질소가스를 공급하여 용기내의 공기를 방출한다. 다음에 질소가스를 수소가스로 방출한 후에 더욱더 수소가스를 공급하면서 용기벽(1)의 상하에 설치한 복사가열장치(3)에 의하여 기판(2)를 소정시간, 예를들면 약 1분간, 전처리에 적합한 온도, 예를들면, 약 1200℃로 가열한다. 이 전처리 공정에서는 기판온도를 기상 성장 공정에 있어서의 온도보다 높게 설정·유지하고, 용기내의 압력은 예를들면 대기압(이하, 본 명세서에서는 기압은 절대압을 나타낸다)으로 유지한다.
공기중의 산소 등에 의하여 기판(2)의 표면에 형성된 자연 산화막, 즉, 실리콘 산화막(또는, 의도적으로 형성된 실리콘 산화막)은, 이 전처리 공정에 있어서 고온의 수소가스에 의하여 환원되어 제거되므로, 기상 성장 공정에 있어서 결정성이 고른 실리콘 단결정 박막을 형성할 수가 있다.
또, 이 전처리 공정에서는 실리콘 단결정 기판을 수소분위기중, 1200℃에서 고온 열처리하므로, 그 열처리중에 기판 표면 근방의 산소가 바깥쪽으로 확산하여 감소하고, 실리콘 단결정 박막 성장후에 실시되는 일련의 열처리에 의하여, 결함이 현저히 적은 DZ층(Denuded Zone)이 기판의 표면 근방에 10㎛ 정도의 폭으로 형성된다.
쵸크랄스키법(CZ법)으로 성장한 단결정내에 함유되는 격자간 산소는 일련의 열처리에 의하여 산소 석출물을 형성한다. 이 산소 석출물은 리크 전류의 발생원인이 되는 Cu나 Ni 원자등의 중금속을 게터링(gettering)하는 능력을 갖고 있으므로, 단결정내에 일정한 격자간 산소를 의도적으로 함유시켜서 중금속 오염에 대한 예방처리를 행하고 있다.
그러나, 격자간 산소를 함유하는 CZ 기판에 있어서는, 그 표면 근방의 산소를 충분히 적게하여 두지않으면, 그 바로 위에 형성되는 실리콘 단결정 박막의 영역에도 결정 결함이 발생해 버리고 만다. 이 때문에, 집적회로가 형성되는 실리콘 단결정 박막을 기상 성장하기 전에 고온 열처리하여, DZ 층을 형성하는 것이 중요한 것이다.
(2) 기상 성장 공정(실리콘 단결정 박막의 형성):
전처리 종료후, 복사 가열장치(3)에 의하여 기판(2)을 기상 성장에 적합한 온도로 가열·유지한다. 이 상태에서, 기판(2)의 주표면 측에 캐리어가스와 반응원료로 이루어지는 반응가스(4)를 흐르게 한다. 기판(2)이 박막의 성장에 적합한 온도, 예를들면 800∼1200℃이면, 반응가스(4)의 화학반응에 의하여 기판(2)의 표면에 박막이 성장한다.
이 경우, 기판(2)으로부터 발생하는 복사광을 복사온도계(5)로 포착하여, 그 강도를 계산기(6)로 이송하여 온도로 환산하고, 그 측정온도를 온도제어기(7)로 이송함으로써, 복사 가열장치(3)에 필요한 전력을 부여한다.
그런데, 특히 불순물이 1×1018atoms/㎤ 이상의 고농도로 첨가된 기판을 사용하였을 때에는 전처리 공정에서, 기판으로부터 도팬트가 외방확산이나 에칭 등에 의하여 유리(遊離)하여 반응용기내에 비산(飛散)하기 쉬워진다. 이 때문에, 유리한 도팬트가 기상성장에 있어서, 실리콘 단결정 박막중에 혼입하기 쉬워진다. 그 결과, 박막과 기판과의 계면에 있어서 도팬트 농도를 급격하게 변화시키고 싶지만, 실제로는 극히 완만한 구배를 갖는 천이폭이 큰 것으로 되어 버리는 문제가 있었다. 천이폭이란, 기판의 도팬트 농도로부터 안정한 박막의 도팬트 농도로 이행하기 까지 필요로 하는 폭을 의미한다.
이들의 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 전처리 공정 및 기상 성장 공정의 처리온도를 낮게 (예를들면 1000℃ 이하) 설정하는 것이 고려된다. 그러나 이 경우, 상당히 장시간의 처리를 행하지 않으면, 기판 표면 근방에 DZ 층이 거의 또는 전혀 형성되지 않게 되는 새로운 문제가 생긴다.
본 발명은 종래기술의 상기 문제점에 비추어서 이루어진 것으로, 제1의 목적은 상기와 같이 전처리를 실시한 경우와 같은 정도의 DZ층을 형성할 수 있는, 실리콘 단결정 및 실리콘 단결정 박막의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은 고농도의 불순물이 첨가된 실리콘 단결정상에 저농도의 불순물을 첨가한 실리콘 단결정 박막을 기상 성장시키는 경우에 있어서, 그 계면에서 도팬드 농도가 급격하게 변화하고 있는 실리콘 단결정 박막을 제조하는 것에 있다.
본 발명은 기상 성장에 의한 실리콘 단결정 박막의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실리콘 단결정의 불순물 농도 프로필을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서 처리공정 및 처리조건(온도·기압등)을 도시하는 그래프이다.
또, 도 3은 본 발명의 실시예 2에 있어서 처리공정 및 처리조건(온도·기압 등)을 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 있어서 다른 처리공정 및 처리조건(온도·기압 등)을 도시하는 그래프이다.
또, 도 5는 기상 성장장치의 종래예를 도시하는 개략 단면도이다.
도 6은 비교예 1에 있어서 처리공정 및 처리조건(온도·기압 등)을 도시하는 그래프이다.
(발명의 개시)
제1의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실리콘 단결정은 고농도의 불순물이 첨가되고 동시에 격자간 산소를 함유하는 쵸크랄스키법에 의하여 성장된 실리콘 단결정 기판의 바로 위에, 그 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형의 불순물을 층전체에 걸쳐 거의 같은 농도로 기상 성장시킨 제1층과, 상기 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형의 불순물을 그 실리콘 단결정 기판 보다도 3자리 이상 낮은 농도로 상기 제1층의 바로 위에 기상성장시킨 제2층으로 이루어지는 실리콘 단결정 박막을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 제1층의 두께는 2∼15㎛인 것이 바람직하다.
기상 성장한 실리콘 단결정 박막은 쵸크랄스키법으로 성장한 단결정 기판에 비하여, 산소농도가 매우 낮다. 즉, 고온 열처리하여 산소농도의 낮은 영역을 형성하는 대신에, 그 DZ 층과 같은 폭의 박막을 기상 성장 시키더라도 산소농도의 낮은 영역을 형성할 수 있는 것이다.
박막의 기상 성장전에 실시되는 고온 열처리에서는, 단결정 기판의 표면에서 2∼15㎛의 결정 영역에 산소농도의 낮은 영역이 통상 형성된다. 따라서 상기 제1층의 두께는 2∼15㎛인 것이 바람직하다.
기판의 불순물 농도에 대하여는 1×1018∼1×1020atoms/㎤ 정도의 범위를 고농도라고 해석한다. 이는 불순물이 p형인 경우, 약 0.06∼0.0012Ω·㎝의 저항율에 상당한다.
본 발명의 제1의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실리콘 단결정 박막의 제조방법은, 고농도의 불순물이 첨가된 실리콘 단결정 기판의 바로 위에, 그 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형으로 층전체에 걸쳐 거의 같은 불순물 농도의 제1층을 기상 성장시키는 제1의 기상 성장 공정과, 상기 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형으로 그 실리콘 단결정 기판 보다도 3자리 이상 낮은 불순물 농도의 제2층을 상기 제1층의 바로 위에 기상 성장시키는 제2의 기상 성장 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1의 기상 성장 공정에 의하면, 상기 종래방법에 있어서 수소 분위기 중에서 기판에 고온 열처리를 실시하여 얻어지는 산소농도의 낮은 영역을 고온 열처리를 실시하지 않고 확실히 형성할 수가 있다.
본 발명의 제2의 목적은 기판과 박막와의 계면에서 도팬트 농도가 급격하게 변화하고 있는 실리콘 단결정 박막을 제조하는 것에 있다. 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 실리콘 단결정 박막의 제조방법에서는 제1의 기상 성장 공정과 제2의 기상 성장 공정의 사이에 중간 공정을 설치하고, 이 중간 공정에서는 퍼징 분위기의 기압을 제1의 기상 성장 공정에 있어서 그것 보다 높인 상태에서 퍼징 분위기중의 불순물을 배기하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 제2의 기상 성장 공정에서 성장하는 저불순물 농도의 실리콘 단결정 박막 근방에 있어서의 분위기의 도팬트가 기압을 높이기 위하여 도입된 가스에 의하여 희석되고, 도팬트 농도가 저하한 결과, 제2의 기상 성장 공정에 있어서 오토 도프를 억제하는 작용이 생겨, 상기 저불순물 농도의 실리콘 단결정 박막의 계면영역에 있어서 도팬트 농도의 구배가 급격하게 된다.
또, 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 제1의 기상 성장 공정과 제2의 기상 성장 공정 사이에 중간 공정을 설치하고, 이 중간공정에서는 퍼징 분위기의 기압을 제1의 기상 성장 공정에 있어서 그것 보다도 저하시킨 상태에서 퍼징 분위기 중의 불순물을 배기하는 것도 효과적이다.
이 방법에서는 기압 저하에 의하여 계내의 도팬트 농도가 저하하고, 상기와 같이 중간 공정에 있어서 퍼징 분위기의 기압을 제1의 기상 성장 공정에 있어서 그것 보다도 높인 상태로 하는 경우와 꼭같은 작용효과가 생긴다. 더욱이, 중간 공정에 있어서, 퍼징 분위기의 기압의 상승과 하강을 1회 이상 반복함으로써, 퍼징 분위기의 불순물을 배기하도록 하더라도 효과가 있다.
상기와 같이 중간 공정에 있어서, 예를들면 퍼징 분위기의 기압을 제1의 기상 성장 공정에 있어서 그것에 비하여 높이기 위한 수단으로서, 제1의 기상 성장 공정에서는 성장 분위기를 감압상태로 유지하여 기상 성장을 행하고, 중간 공정에서는 퍼징 분위기의 압력을 서서히 높여 대기압으로 하고, 제2의 기상 성장 공정에서는 성장 분위기를 대기압으로 유지하여 기상 성장을 행하는 방법이 바람직하다.
성장 분위기의 압력을 상기와 같이 설정하기 위하여는 제1의 기상 성장 공정에 있어서 성장 분위기를 진공 배기장치에 의하여 배기하고, 중간 공정에서는 퍼징 분위기의 배기조작을 진공 배기장치에 의한 배기로부터 상압 배기장치에 의한 배기로 서서히 변환하고, 제2의 기상 성장 공정에서는 성장 분위기를 상압 배기장치에 의하여 배기하는 방법이 채용될 수 있다.
상기와 같이 중간 공정에 있어서 퍼징 분위기의 기압을 제1의 기상 성장 공정에 있어서 그것에 비하여 저하시키기 위한 수단으로서는 제1의 기상 성장 공정에서는 성장 분위기를 상압으로 유지하여 기상 성장을 행하고, 중간 공정에서는 퍼징 분위기의 압력을 서서히 낮추어 감압상태로 하고, 제2의 기상 성장 공정에서는 성장 분위기를 감압상태로 유지하여 기상 성장을 행하는 것이 효과적이다.
중간 공정에 있어서, 상기와 같이 퍼징 분위기의 압력을 서서히 낮추어 감압상태로 하는데는 제1의 기상 성장 공정에 있어서 반응 분위기를 상압 배기장치에 의하여 배기하고, 중간 공정에서는 퍼징 분위기의 배기 조작을 상압 배기장치에 의한 배기로부터 진공 배기장치에 의한 배기로 서서히 변환하고, 제2의 기상 성장 공정에서는 반응 분위기를 진공 배기장치에 의하여 배기하는 방법이 채용될 수 있다.
본 발명에서는 중간 공정에 있어서 기판의 온도를 제1의 기상 성장 공정에서의 기판 온도 보다도 낮게 하는 것도 유효한 수단이다. 이와 같은 방법에 의하면, 기판, 및 제1의 기상 성장 공정에서 성장시킨 고농도 불순물의 실리콘 단결정 박막으로부터의 도팬트 원자의 유리가 억제되기 때문에, 제2의 기상 성장 공정에 있어서 발생하는 에피텍셜 층에의 오토 도프가 억제·방지된다.
본 발명은 기판이 표면에 산화막을 갖는 경우에도 적용할 수 있다.
이 경우, 제1의 기상 성장 공정전에 전처리 공정을 설치하고, 이 전처리 공정에서는 기판을 가열하면서, 그 표면에 환원성 가스를 공급함으로써 기판표면의 산화막을 제거한다. 다시 말하면 본 발명에서는 기판이 표면에 산화막을 갖는 것이 아니면, 상기 전처리 공정은 불필요하다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
다음에 본 발명의 구성 및 작용효과를 도면에 도시하는 실시예에 의하여 설명한다.
실시예 1 (고불순물 농도의 제1층을 0.1기압으로, 저불순물 농도의 제2층을 1기압으로 각각 기상 성장시킨 경우)
(1) 전처리 공정:
도 5에 도시하는 수평형의 기상 성장장치의 반응용기(11)내에 보론의 불순물 농도 7×1018atoms/㎤의 실리콘 단결정 기판(2)을 서셉터(8)상에 배치하였다. 반응용기(11)내에 최초로 질소가스를 도입하여 용기내의 공기를 방출한다. 계속하여, 질소가스의 도입을 정지한 후, 복사 가열장치(3)에 의하여 기판(2)을 1100℃로 가열·유지하면서, 수소가스 100리터를 도입하였다. 이 전처리 공정에서는 반응용기(11)내의 압력을 0.1기압으로 하고, 전처리 시간은 1.5분으로 하였다. 기판(2)의 가열은 복사온도계(5) 및 온도제어기(7)를 사용하여 상기 종래방법과 같은 요령으로 행하였다.
(2) 제1의 기상 성장 공정:
반응용기(11)내를 1100℃로 유지하면서, 트리클로로 실란 22그램/분을 수소가스에 첨가하고, 함께 디보란 농도 600ppm의 수소가스를 10리터/분으로 흘리고, 여기에 수소가스를 가하여 합계 100리터/분의 가스유량으로서 제1의 기상 성장 공정을 2.5분간 행하였다. 이로써, 기판상에 불순물 농도 7×1018atoms/㎤, 저항율 0.015Ω·㎝, 두께 10㎛의 제1층을 기상 성장시켰다.
(3) 중간 공정:
기판온도를 1100℃로 유지한 채로 트리클로로 실란의 공급을 정지함으로써, 제1의 기상 성장 공정을 종료시킨 후, 온도제어기(7)를 조정하여 기판온도를 900℃로 강하시켰다. 다음에 기판온도를 900℃로 유지하고, 수소가스를 100리터/분으로 흘리면서 중간처리 공정을 10분간 행하였다. 이 중간처리 공정에서는 그 개시 시점에서 부터 반응용기의 배기를 감압계통에서 상압 계통으로 서서히 변환시킴으로써, 반응용기내의 기압을 0.1기압에서 점차 승압시켜, 중간 공정 종료시에 1기압으로 하였다.
(4) 제2의 기상 성장 공정:
반응용기내를 1기압에 기판온도를 900℃로 각각 유지하면서, 트리클로로 실란 22그램/분을 수소가스에 첨가하고, 함께 디보란 농도 50ppm의 수소가스를 10리터/분으로 흐르게 하고, 이것에 수소가스를 가하여 합계 100리터/분의 가스유량으로서 제2의 기상 성장 공정을 4분간 행하였다. 이로써, 기판상에 불순물 농도 3×1015atoms/㎤, 저항율 4.5Ω·㎝, 두께 2㎛의 제2층을 기상 성장시켰다.
이상, 전처리 공정에서 제2의 기상 성장 공정 까지의 각 공정의 처리조건을 도해하면 도 2와 같고, 도 1에 도시하는 불순물 농도 프로필을 갖는 실리콘 단결정을 얻을 수가 있었다. 제1층과 제2층의 계면에 있어서 천이폭은 0.8㎛이었다.
실시예 2 (고 불순물 농도의 제1층을 1기압에서, 저불순물 농도의 제2층을 0.1기압에서, 각각 기상 성장시킨 경우)
(1) 전처리 공정:
전처리 공정에 있어서 반응용기내의 기압을 1기압으로 유지하고, 기판(2)의 온도를 1190℃로 유지한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 요령·조건으로, 반응용기내의 질소가스치환, 뒤이어 전처리 공정을 행하였다.
(2) 제1의 기상 성장 공정:
온도제어기(7)를 조정하여 기판온도를 1100℃로 강하시킨 후, 이 온도로 유지하면서, 실시예 1과 같은 성분·조성의 가스를 실시예 1과 같은 유량으로 반응용기에 공급하여, 제1의 기상 성장 공정을 2.5분간 행하였다. 이로써, 불순물농도 7×1018atoms/㎤의 기판상에 불순물 농도 5×1018atoms/㎤, 저항율 0.02Ω·㎝, 두께 9㎛의 제1층을 기상 성장시켰다.
(3) 중간 공정:
기판온도를 1100℃로 유지한 채 트리클로로 실란의 공급을 정지시킴으로써 제1의 기상 성장 공정을 종료시킨후, 온도제어기(7)를 조정하여 기판온도를 900℃로 강하시켰다. 다음에 기판온도를 900℃로 유지하고, 수소가스를 100리터/분으로 흐르게 하면서 중간 처리공정을 10분간 행하였다. 이 중간 처리공정에서는 도 3에 도시하는 바와 같이, 그 개시 시점에서 반응용기의 배기를 상압 계통에서 감압계통으로 서서히 변환시킴으로써, 반응용기내의 기압을 1기압에서 점차로 감압시켜, 중간 공정 종료시에 0.1기압으로 하였다. 이 경우, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기압의 상승과 하강을 1회 이상 반복하면 더욱더 효과적이다.
(4) 제2의 기상 성장 공정:
반응용기내를 0.1기압으로, 기판온도를 900℃로 각각 유지하면서, 실시예 1과 같은 성분·조성의 가스를 실시예 1과 같은 유량으로 반응용기에 공급하여, 제2의 기상 성장 공정을 4분간 행하였다. 이로써, 기판상에 불순물 농도 2.6×1015atoms/㎤, 저항율 5Ω·㎝, 두께 1.5㎛의 제2층을 기상 성장시켰다.
비교예 1 (전처리 공정∼제2의 기상 성장 공정 까지의 전공정을 1기압으로 행한 경우)
(1) 전처리 공정:
전처리 공정에 있어서 반응용기내의 기압을 1기압으로 유지한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 요령·조건으로, 반응용기내의 질소가스 치환, 뒤이어 전처리 공정을 행하였다.
(2) 제1의 기상 성장 공정:
반응 용기(11)내를 1100℃로 유지하면서, 실시예 1과 같은 성분·조성의 가스를 실시예 1과 같은 유량으로 반응용기에 공급하여 제1의 기상 성장 공정을 2.5분간 행하였다. 이로써, 불순물 농도 7×1018atoms/㎤의 기판상에 불순물 농도 7×1018atoms/㎤, 저항율 0.015Ω·㎝, 두께 10㎛의 제1층을 기상 성장시켰다.
(3) 중간 공정:
기판 온도를 1100℃로 유지한 채로 트리클로로 실란의 공급을 정지함으로써 제1의 기상 성장 공정을 종료시킨후, 온도제어기(7)를 조정하여, 기판온도를 900℃로 강하시켰다. 다음에, 기판온도를 900℃로 유지하고, 수소가스를 100리터/분으로 흐르게 하면서 중간처리 공정을 10분간 행하였다. 이 중간 처리공정에서는 반응용기(11)내의 기압을 1기압으로 유지하였다.
(4) 제2의 기상 성장 공정:
반응용기내를 1기압에 기판온도를 900℃로 각각 유지하면서, 실시예 1과 같은 성분·조성의 가스를 실시예 1과 같은 유량으로 반응용기(11)에 공급하여, 제2의 기상 성장 공정을 4분간 행하였다. 이로써, 기판상에 불순물 농도 3×1015atoms/㎤, 저항율 4.5Ω·㎝, 두께 2㎛의 제2층을 기상 성장시켰다.
이상, 전처리 공정에서 제2의 기상 성장 공정 까지의 각 공정의 처리조건을 도해하면 도 6과 같다. 이때, 제1층과 제2층의 계면에 있어서 천이폭은 1.6㎛이고, 실시예의 꼭 2배이었다.
실시예 1, 2에서 얻어진 실리콘 단결정의 결정 결함을 조사하기 위하여, CMOS 시뮬레이션 프로세스 후에, 이들을 쪼개어 그 단면을 광산란을 사용하여 관찰한 바, 어느 웨이퍼에 있어서도, 제1층과 제2층에 결정 결함이 발생하여 있지 않고, 제1층이 DZ층과 꼭같은 효과를 갖는 것을 알았다.
본 발명에 의하면, 종래 방법에서 고온 열처리를 실시한 경우와 같은 정도로, DZ층과 유사한 작용을 갖는 층을 형성할 수가 있다.
또, 고불순물 농도의 단결정 기판상에 저불순물 농도의 단결정 박막을 기상 성장시키는 경우에 있어서, 고농도층과 저농도층과의 계면에서 도팬트 농도가, 종래방법에 비하여 급격하게 변화하고 있는 실리콘 단결정을 제조할 수가 있다.
또, 본 발명에서는, 제1의 기상 성장 공정과 제2의 기상 성장 공정 사이에 중간 공정을 설치하고, 이 중간 공정에서는 퍼징 분위기의 기압을 제1의 기상 성장 공정에 있어서 그것 보다도 높인 상태, 또는 저하시킨 상태에서, 퍼징 분위기 중의 불순물을 배기함으로써, 고농도 층과 저농도 층의 계면에서 도팬트 농도의 구배가 보다 급격하게 되는 효과가 있다.
Claims (7)
- 고농도의 불순물이 첨가되고 동시에 격자간 산소를 함유하는 쵸크랄스키법에 의하여 성장된 실리콘 단결정 기판의 바로 위에, 그 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형의 불순물을 층 전체에 걸쳐 거의 같은 농도로 기상 성장시킨 제1층과, 상기 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형의 불순물을 그 실리콘 단결정 기판보다도 3자리 이상 낮은 농도로 상기 제1층의 바로 위에 기상 성장시킨 제2층으로 이루어지는 실리콘 단결정 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1층의 두께는 2∼15㎛인 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정.
- 고농도의 불순물이 첨가된 실리콘 단결정 기판의 바로 위에, 그 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형으로 층 전체에 걸쳐 거의 같은 불순물 농도의 제1층을 기상 성장시키는 제1의 기상 성장 공정과, 상기 실리콘 단결정 기판과 같은 도전형으로 그 실리콘 단결정 기판보다도 3자리 이상 낮은 불순물 농도의 제2층을 상기 제1층의 바로 위에 기상 성장시키는 제2의 기상 성장 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 박막의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 제1의 기상 성장 공정과 제2의 기상 성장 공정의 사이에, 제1의 기상 성장 공정보다도 기압을 높게 함으로써 성장 분위기중의 불순물을 퍼징하는 중간 공정을 설치하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 박막의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 제1의 기상 성장 공정과 제2의 기상 성장 공정와의 사이에 제1의 기상 성장 공정보다도 기압을 낮게함으로써 성장 분위기 중의 불순물을 퍼징하는 중간 공정을 설치하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 박막의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 제1의 기상 성장 공정과 제2의 기상 성장 공정의 사이에, 기압의 상승과 하강을 1회 이상 반복함으로써 성장 분위기 중의 불순물을 퍼징하는 중간 공정을 설치하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 박막의 제조방법.
- 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 중간 공정에 있어서, 기판의 온도를 제1의 기상 성장 공정에서의 기판온도보다도 낮게 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 박막의 제조방법.
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