KR20090034534A - 극저결함 반도체 단결정의 제조방법 및 그 제조 장치 - Google Patents

극저결함 반도체 단결정의 제조방법 및 그 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 석영 도가니에 수용된 반도체 멜트(melt)에 시드(seed)를 담근 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 고액계면을 통해 반도체 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Cz)법을 이용한 반도체 단결정 제조 방법에 있어서, 단결정 성장공정의 진행에 따른 단결정 길이변화에 대응하여 반도체 멜트 표면 상부의 열공간을 증가 혹은 감소시켜 무결함 마진(margine)을 제어하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 방법을 개시한다.
쵸크랄스키법, 실리콘 단결정, 실리콘 멜트, 열공간, 무결함 마진, 열실드 구조물

Description

극저결함 반도체 단결정의 제조방법 및 그 제조 장치{Method of manufacturing ultra low defects semiconductor single crystalline ingot and apparatus for the same}
본 발명은 반도체 단결정의 제조방법 및 그 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단결정의 반경방향으로 균일한 온도구배를 실현하고 길이방향으로 무결함 마진(margin)을 유지할 수 있는 극저결함 반도체 단결정의 제조방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 공정이 점차 나노급으로 미세화되면서 수십 나노 크기의 결정 결함조차도 디바이스 수율 악화의 요인이 되고 있다. 이에 따라 결정결함들이 제어된 웨이퍼를 반도체 기판으로 사용하는 반도체 디바이스 메이커들이 늘어나는 추세에 있다.
하지만, 보론코프(Voronkov)의 이론에 따라 소위 무결함 단결정 제조의 공정 마진은 반경방향 수직온도구배에 영향을 받으므로 반드시 반경방향으로 크고 균일한 온도구배를 실현해야 하는 어려움이 있다.
보론코프 이론(Voronkov Theory)에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 고속성 장에 의해 V/G 값이 임계값보다 큰 경우에는 보이드(void) 기인의 결함이 존재하는 베이컨시-풍부(Vacancy-rich; V-rich) 영역이 발생하고, 저속성장에 의해 V/G 값이 임계값보다 작은 경우에는 OSF(Oxidation induced Stacking Fault) 영역이 결정 주변에 발생하고 더욱 저속으로 성장이 진행되면 격자간 실리콘이 집합한 전위 루프에 기인하는 인터스티셜-풍부(Interstitial-rich; I-rich) 영역이 발생하게 된다. 또한, V-rich 영역과 I-rich 영역의 경계 사이에는 V-rich 영역도 I-rich 영역도 아닌 무결함 영역이 존재한다. 무결함 영역은 다시 잔류 베이컨시(residual vacancy)성 무결함 영역인 Pv 영역과 잔류 인터스티셜(residual interstitial)성 무결함 영역인 Pi영역으로 구분이 된다. 여기에서, V는 단결정 인상속도이며, 실리콘 단결정 내에서 점결함의 대류 파라미터(convection term)이다. 또한, G는 결정 멜트(melt) 계면 근처의 축방향 수직온도구배이며, 결정 내 온도구배에 의한 점결함의 확산 파라미터(diffusion term)이다.
일반적으로 단결정 웨이퍼의 제조시 무결함 영역의 마진은 반경방향의 온도구배에 영향을 받으므로 단결정의 센터부의 G값과 에지부의 G값 간의 편차(ΔG)를 작게 하여 반경방향으로 균일한 온도구배를 실현해야 한다.
종래에는 무결함 제조 마진이 높은 단결정 웨이퍼를 제조하기 위하여 고액계면 상부에 위치한 열실드 구조물의 핫존(Hot zone; HZ)을 다양한 형상으로 설계하여 단결정의 G값을 조절하거나, 히터의 최대 발열 부위에서 멜트 표면까지의 상대적 위치를 조절하여 멜트의 대류나 열전달 경로를 제어하는 시도가 있었고, 다른 한편으로는 아르곤(Ar) 플로우(flow) 비율, 단결정의 회전속도(SR)와 도가니(CR)의 회전속도 간의 비율, 자기장 형태 등의 파라미터를 개선하는 시도가 행해졌다. 이와 관련된 선행 특허로는 JP2005-15296, JP200669803, JP2004137093 등을 들 수 있다.
그러나, 핫존의 디자인을 개조하기 위해서는 추가적인 장치가 필요하며 장비의 체적 확대가 불가피할 뿐만 아니라, 단결정의 센터부와 에지부 중 어느 한 쪽의 G값을 개선하면 다른 쪽은 악화되는 문제가 발생하게 된다. 예를 들어, 열실드 구조물의 하단부를 크거나 두껍게 설계하면 에지부의 G값 상승 정도에 비해 센터부의 G값 상승 정도가 미미하여 결과적으로 △G값이 악화되는 문제가 발생하게 된다.
한편, 자기장 형태를 개선하는 경우에는 자기장 변화에 따른 멜트 대류 형태의 변화를 초래하여 오히려 G값을 저하시키거나 △G를 악화시킬 수 있으며, Ar, 압력, SR/CR 비율 등과 같은 파라미터를 최적화하는 방법은 효과가 미미한 것으로 나타나고 있다.
300kg 이상 또는 400kg 이상의 12인치 단결정을 제조하는 경우, 종래 기술에 의하면 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 에지부의 G값 저하에 따라 공정 마진이 좁게 나타날 뿐만 아니라, Si 웨이퍼 제조 시 웨이퍼 주변부에 링 형태의 DSOD(Direct Surface Oxide Defect) 결함(도 2의 (b) 참조)이 발생하여 반경방향으로 균일한 무결함 웨이퍼 제조가 불가능해진다.
또한, JP2005-15296 특허에 개시된 바와 같이 마진을 확보하기 위하여 고화율에 따라 히터 위치 등을 조절하는 경우에는 실제 단결정 성장 시 결정 개시부터 종료 시까지는 고화에 따른 Si 잔류 멜트 양의 변화로 고화 잠열(latent heat)과 결정측 G값 및 멜트측 G값의 변화를 수반함으로써 열평형의 균형이 변하게 되고 멜트 레벨 유지를 위한 도가니 상승으로 인하여 히터로부터 고액계면까지의 열전달 경로가 바뀌는 등 결정 길이 방향에 따른 G/△G 유지에 한계가 있다. 또한 차지 사이즈(charge size)가 작을 경우, 예를 들어 400kg 또는 300kg 이하로 성장시킬 경우에는 상대적으로 고화 잠열이 작기 때문에 동일 마진유지를 위해 성장 개시부터 종료 시까지 동일한 인상속도로 제어해야 하므로 생산성이 낮은 취약점이 있다.
종래 기술의 일 예로서, 도 3에는 단결정 성장공정의 후반에 단결정 에지부의 G값이 하락함에 따라 초반(a) 대비 후반(b)의 무결함 마진이 0.01mm/min 이하로 급격하게 저하되는 결과가 도시되어 있다. 이러한 결과의 가장 큰 요인으로는 전술한 바와 같이 잔류 멜트 변화로 인한 잠열의 변화 및 핫존에 기인한 멜트 플로우 형태변화 및 열전달로 인하여 에지 G값이 낮아진 점을 들 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 단결정 길이별로 단결정의 냉각 효율을 제어하여 공정의 전구간에 걸쳐 균일하게 무결함 마진을 유지 또는 증가시키고 인상속도를 향상시킬 수 있는 극저결함 반도체 단결정의 제조방법 및 그 제조 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 석영 도가니에 수용된 반도체 멜트(melt)에 시드(seed)를 담근 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 고액계면을 통해 반도체 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Cz)법을 이용한 반도체 단결정 제조 방법에 있어서, 단결정 성장공정의 진행에 따른 단결정 길이변화에 대응하여 반도체 멜트 표면 상부의 열공간을 증가 혹은 감소시켜 무결함 마진(margine)을 제어하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 방법을 개시한다.
바람직하게, 본 발명에서는 상기 단결정의 외주면으로부터 이격되게 배치되는 열실드 구조물의 하단과 상기 반도체 멜트 표면 사이의 멜트 갭(gap)을 단결정 길이별로 차등하게 변화시켜 상기 열공간을 증가 혹은 감소시킬 수 있다.
상기 멜트 갭은 25㎜ 이하의 범위에서 조절하는 것이 바람직하다.
상기 단결정의 인상속도(V)는 V=a+b*L+c*(ΔGap) (a,b,c: 상수, L: 단결정 길이, ΔGap: 멜트 갭 변화량)의 관계식을 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 단결정의 외주면으로부터 이격되게 배치되는 열실드 구조물과 상기 단결정의 외주면 사이의 간격을 단결정 길이별로 차등하게 변화시켜 상기 열공간을 증가 혹은 감소시킬 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 석영 도가니에 수용된 반도체 멜트(melt)에 시드(seed)를 담근 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 고액계면을 통해 반도체 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Cz)법을 수행하기 위한 반도체 단결정 제조 장치에 있어서, 단결정 성장공정의 진행에 따른 단결정 길이변화에 대응하여 반도체 멜트 표면 상부의 열공간을 증가 혹은 감소시켜 무결함 마진(margine)을 제어하는 열공간 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면 실리콘 멜트 상부의 열공간을 조절함으로써 단결정의 중심부에서 에지부에 이르는 반경방향 온도구배를 균일하게 유지하여 결정성장 개시부터 종료 시까지 무결함 마진을 실질적으로 균등하게 충분히 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 단결정 길이별 전체 G값이 증대되므로 인상속도가 향상되어 생산성을 높일 수 있으며, 열실드 구조물의 설계를 변경하지 않아도 되므로 설비 비용을 절감할 수 있는 경제성이 있다.
이상과 같은 본 발명은 특히, 12인치 무결함 실리콘 단결정 성장에 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 12인치 300kg 이상 또는 400kg 이상의 대용량 차지(charge)의 경우에는 실리콘 멜트를 담는 도가니와 이를 둘러싸는 열실드 구조물의 사이즈 증가로 인하여 열실드 구조물 내부의 열축적양이 크게 증가하게 되고, 공정중에 인가되는 2000G 또는 3000G 이상의 강자기장에 의해 실리콘 멜트의 대류가 억제됨으로써 열 발산이 억제되어 단결정 에지부의 G값이 하락하게 되는데, 본 발명에 따르면 열축적 공간을 감소시켜 이러한 문제를 해결할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원 칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 극저결함 단결정 제조방법을 설명하기 위한 구성도이다.
본 발명은 석영 도가니에 수용된 실리콘 멜트(melt)에 시드(seed)를 담근 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 고액계면을 통해 실리콘 단결정(100)을 성장시키는 쵸크랄스키(Cz) 공정에 따라 실리콘 단결정을 제조함에 있어서, 결정 성장의 진행중에 실리콘 멜트 표면 상부의 열공간(빗금 부분) 또는 열공간 효율을 조절하여 무결함 마진을 제어한다.
열공간은 실리콘 단결정(100)의 외주면과 열실드 구조물(101) 사이의 공간과, 실리콘 멜트의 표면과 열실드 구조물(101)의 하단부 사이의 공간을 포함하는 공간으로서 실리콘 단결정(100)에서 방출되는 열이 축적되는 공간을 지칭한다.
바람직하게, 열공간의 조절은 단결정 성장공정의 진행에 따른 실리콘 단결정(100)의 길이변화에 대응하여 열실드 구조물(101)의 위치를 변경하여 열공간을 증가 혹은 감소시킴으로써 수행된다. 예를 들어, 열공간은 실리콘 멜트의 표면과 열실드 구조물(101)의 하단 간의 갭(Gap)인 멜트 갭(A)을 변화시킴으로써 조절될 수 있으며, 대안으로는 실리콘 단결정(100)의 외주면과 열실드 구조물(101) 사이의 간격(B)을 변화시킴으로써 조절될 수 있고, 상기 두 가지 방법을 병행함으로써 조절될 수도 있다.
본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 결정성장 개시(a)부터 단결정의 길이별로 멜트 갭을 변화시킴으로써 결정 중반부 이후(b)의 반경방향 온도구배를 유지시켜 무결함 마진을 유지함과 동시에 중심부 및 에지부의 G값을 동반 상승시킴으로써 인상속도를 향상시킬 수 있다.
도 6에는 본 발명에 따라 성장된 단결정의 수직방향 결함 분포를 구리 오염(Cu-haze)법을 이용해 분석한 결과가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 단결정 길이별로 멜트 갭 변화에 따라 무결함 마진이 유지됨을 확인할 수 있으며, 특히 결정 성장 중, 후반 이후에 0.02mm/min 이상으로 인상속도를 변경하여도 결정 성장 초반의 무결함 마진이 유지되어 기존에 발생하였던 결정 에지부의 작은 사이즈 베이컨시 결함이 개선되고, DSOD 측정결과(도 6의 (b) 참조) 웨이퍼 전면에 걸쳐 무결함 영역이 분포하게 됨을 확인할 수 있다.
도 7에는 성장되는 단결정의 길이변화에 대응하여 멜트 갭을 점차 감소시켜 열공간을 축소 유지함으로써 열 방출을 원활히 하는 실제 실험예가 도시되어 있다. 도면에서 가로축은 결정 성장에 따라 변화하는 단결정의 길이를 나타내며, 좌측 세로측은 멜트 갭의 감소량을 나타내고, 우측 세로축은 인상속도(PS)의 증가비율을 나타낸다. 여기서, PS 증가율은 기존 PS값 대비 향상된 PS값의 정도를 백분율로 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 결정 성장 개시부터 멜트 갭의 감소를 시작하였으며 중반 이후부터 개시점의 인상속도 대비 증가율이 현저히 상승하기 시작하여 후반부로 갈수록 효과가 증대됨을 확인할 수 있다. 여기서, 단결정의 인상속도(V)는 아래의 수학식을 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
V = a + b*L + c*(ΔGap) (a,b,c: 상수, L: 단결정 길이, ΔGap: 멜트 갭 변화량)
도 8은 멜트 갭의 감소를 통한 열공간의 감소 수준에 따른 무결함 마진의 변화 예를 나타내는 그래프로서, 멜트 갭을 12~14mm까지 감소시킴에 따라 종래(0.01mm/min) 대비 0.025mm/min 이상으로 마진이 증가하게 되고, 이후에는 다시 감소하게 됨을 확인할 수 있다. 이는 단결정 에지부의 G값 하락이 멜트 갭 수준에 따라 개선되어 품질 마진이 개선되다가 임계치를 넘어설 경우 에지부 G값의 과도한 상승으로 인해 상대적으로 단결정 중심부의 G값이 하락함에 따라 종래의 경우와 반대되는 역전현상이 나타난다고 볼 수 있다. 따라서, 도 8의 예에서는 멜트 갭을 12~14mm 까지만 감소시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 본 발명은 열공간을 적절히 제어함으로써 단결정의 반경방향 온도구배를 균일하게 제어하여 무결함 마진을 충분히 확보하고 단결정의 전체 G값 상승을 통해 인상속도 향상이 가능하다.
본 발명에 있어서, 열공간의 조절 패턴은 열실드 구조물의 구조나 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 즉, 예를 들어 열실드 구조물에 의해 둘러싸인 공간이 상대적으로 협소한 경우에는 멜트 갭 변화의 수준을 비교적 작게 설정하여 열공간을 제어할 수 있다. 통상적인 열실드 구조물의 구조나 형상, 크기 등을 감안할 때 멜트 갭의 감소 수준은 도 7에 도시된 바와 같이 25mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 열공간의 조절은 단결정의 중심부 및 에지부의 G값 및 △G 수준에 따라 멜트 갭을 서서히 증가시킴으로써 수행할 수도 있다.
도 9에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 단결정 제조장치의 주요 구성이 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 반도체 단결정 제조장치는, 다결정 실리콘이 고온으로 용융된 실리콘 멜트(SM)가 수용되는 석영 도가니(10); 석영 도가니(10)의 외주면을 감싸며, 고온 환경에서 석영 도가니(10)를 일정한 형태로 지지하는 도가니 지지대(20); 도가니 지지대(20) 하단에 설치되어 도가지 지지대(20)와 함께 석영 도가니(10)를 회전시키면서 고액 계면의 높이를 일정하게 유지하기 위해 석영 도가니(10)를 서서히 상승시키는 석영 도가니 회전수단(30); 도가니 지지대(20)의 측벽으로부터 소정 거리 이격되어 석영 도가니(10)를 가열하는 가열수단(40); 가열수단(40)의 외곽에 설치되어 가열수단(40)으로부터 발생되는 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 단열수단(50); 일정한 방향으로 회전하는 종자결정을 이용하여 석영 도가니(10)에 수용된 실리콘 멜트(SM)으로부터 실리콘 단결정(100)을 인상하는 단결정 인상수단(60); 단결정 인상수단(60)에 의해 인상되는 실리콘 단결정(100)의 외주면으로부터 소정 거리 이격되어 실리콘 단결정(100)으로부터 방출되는 열을 차폐하는 열실드 구조물(101); 실리콘 단결정(100)의 외주면을 따라 실리콘 멜트(SM)의 상부 표면으로 불활성 가스(예컨대, Ar 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급수 단(미도시); 및 실리콘 멜트(SM) 상부의 열공간을 제어하기 위한 열공간 제어부(200)를 포함한다.
열공간 제어부(200)는 단결정 성장공정의 진행에 따른 단결정 길이변화에 대응하여 열공간을 증가 혹은 감소시키는 조절기능을 수행한다. 열공간의 조절은 열실드 구조물의 위치를 변경함으로써 수행될 수 있으며, 그밖의 다른 대안도 채용 가능하다. 비록 도면에는 도시되지 않았으나, 열공간 제어부(200)는 열실드 구조물(101)을 이동시켜 열공간을 증가 또는 감소시키기 위한 소정의 구동기구와 이 구동기구를 제어하는 콘트롤러를 포함한다.
열실드 구조물(101)의 위치를 변경하여 열공간을 조절하는 경우, 열공간 제어부(200)는 실리콘 멜트(SM)의 표면과 열실드 구조물(101) 사이의 멜트 갭을 변화시키는 구동제어를 수행할 수 있으며, 대안으로는 실리콘 단결정의 외주면과 열실드 구조물 사이의 간격을 변화시키는 구동제어를 수행할 수 있으며, 상기 두 가지 방법을 병행하는 것도 가능하다.
바람직하게, 열공간 제어부(200)는 단결정 성장공정의 진행에 따른 단결정 길이변화에 대응하여 열실드 구조물(101)을 하강시켜 멜트 갭을 감소시킨다. 이때 멜트 갭은 도 7에서 살펴본 바와 같이 인상속도의 증가율과 무결함 마진 등을 감안할 때 25㎜ 이하의 범위에서 조절되는 것이 바람직하다.
반도체 단결정 제조장치에서 열공간 제어부(200) 이외의 구성요소들은 본 발명이 속한 기술 분야에서 잘 알려진 쵸크랄스키법을 이용한 반도체 단결정 제조장치의 통상적인 구성요소이므로, 각 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한 다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 12인치 400㎏ 실리콘 단결정 성장 시의 수직방향 결함분포도이다.
도 2는 도 1의 실리콘 단결정에 대한 실제 결함분포를 보여주는 온도분포도와 단면 사진이다.
도 3은 종래기술에 따른 단결정 성장 시 무결함 마진이 변화하는 결과를 도시한 결함분포도이다.
도 4는 실리콘 멜트 상부의 열공간을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단결정 성장 시 무결함 마진이 일정하게 유지되는 결과를 도시한 결함분포도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무결함 마진이 개선된 단결정의 실제 결함분포를 구리오염법을 이용해 분석한 단면 사진이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제어되는 단결정 길이별 멜트 갭 변화량과 인상속도 증가율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 멜트 갭 변화에 따른 무결함 마진의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단결정 제조장치의 주요 구성도이 다.
<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>
10: 석영 도가니 20: 도가니 지지대
30: 도가니 회전수단 40: 가열수단
50: 단열수단 60: 단결정 인상수단
100: 실리콘 단결정 101: 열실드 구조물
200: 열공간 제어부 SM: 실리콘 멜트

Claims (9)

  1. 석영 도가니에 수용된 반도체 멜트(melt)에 시드(seed)를 담근 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 고액계면을 통해 반도체 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Cz)법을 이용한 반도체 단결정 제조 방법에 있어서,
    단결정 성장공정의 진행에 따른 단결정 길이변화에 대응하여 반도체 멜트 표면 상부의 열공간을 증가 혹은 감소시켜 무결함 마진(margine)을 제어하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단결정의 외주면으로부터 이격되게 배치되는 열실드 구조물의 하단과 상기 반도체 멜트 표면 사이의 멜트 갭(gap)을 단결정 길이별로 차등하게 변화시켜 상기 열공간을 조절하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 멜트 갭을 25㎜ 이하의 범위에서 조절하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    V=a+b*L+c*(ΔGap) (a,b,c: 상수, L: 단결정 길이, ΔGap: 멜트 갭 변화량)
    의 관계식을 만족하도록 상기 단결정의 인상속도(V)를 변화시키는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단결정의 외주면으로부터 이격되게 배치되는 열실드 구조물과 상기 단결정의 외주면 사이의 간격을 단결정 길이별로 차등하게 변화시켜 상기 열공간을 조절하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 방법.
  6. 석영 도가니에 수용된 반도체 멜트(melt)에 시드(seed)를 담근 후 시드를 회전시키면서 상부로 서서히 인상시켜 고액계면을 통해 반도체 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Cz)법을 수행하기 위한 반도체 단결정 제조 장치에 있어서,
    단결정 성장공정의 진행에 따른 단결정 길이변화에 대응하여 반도체 멜트 표면 상부의 열공간을 증가 혹은 감소시켜 무결함 마진(margine)을 제어하는 열공간 제어부;를 구비한 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열공간 제어부는 상기 단결정의 외주면으로부터 이격되게 배치되는 열실드 구조물의 하단과 상기 반도체 멜트 표면 사이의 멜트 갭(gap)을 단결정 길이별로 차등하게 변화시켜 상기 열공간을 조절하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열공간 제어부는 상기 멜트 갭을 25㎜ 이하의 범위에서 조절하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 열공간 제어부는 상기 단결정의 외주면으로부터 이격되게 배치되는 열실드 구조물과 상기 단결정의 외주면 사이의 간격을 단결정 길이별로 차등하게 변화시켜 상기 열공간을 조절하는 것을 특징으로 하는 극저결함 반도체 단결정 제조 장치.
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