KR920009564B1 - 반도체의 결정인상방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 도시바
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Abstract

내용 없음.

Description

반도체의 결정인상방법
제1도는 본 발명에 따른 방법에 사용되는 일체적으로 된 2중 도가니의 개념도.
제2도 내지 제5도는 본 발명에 따른 제1실시예의 작용 및 효과를 설명하기 위한 그래프.
제6도 및 제7도는 본 발명에 따른 제2실시예의 작용 및 효과를 설명하기 위한 그래프.
제8도는 본 발명에 따른 제3실시예의 작용 및 효과를 설명하기 위한 그래프.
제9도는 종래의 결정인상방법에 사용되던 플로우팅형 2중 도가니의 개념도.
제10도 및 제11도는 종래의 결정인상방법의 문제점을 설명하기 위한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 외측 도가니 14 : 격리벽
16 : 연통관 17 : 단결정
20 : 내실안의 융액(제1원료융액) 21 : 외실안의 융액(제2원료융액)
r : 내실의 반경 R :외실의반경
[적용분야]
본 발명은 일체형(
Figure kpo00001
) 이중도가니(crucible)라 칭하는 내화용기를 이용해서 반도체결정을 성장시키는 결정인상방법(結晶引上方法)에 관한 것으로, 특히 2종류의 도유펀트(dopant)또는 2가지 농도의 도우펀트가 관련된 경우의 비저항균일제어방법에 관한것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
종래, CZ법 (Czochralski method)을 사용하여 도가니내의 융액(融液)으로 부터 봉(막대기)모양의 반도체 단결정을 성장시키는 경우에는, 잘 알려진 바와 같이 성장된 단결정의 길이 방향의 불순물농도분표는
Figure kpo00002
단, k는 도우펀트의 편석계수(偏析係數), Co는 용액의 초기의 불순물농도, G는 고화율(固化率)이다. 로 표시된다. 따라서 길이방향의 불순물농도분포는 특히 도우펀트의 편석계수(k)가 작은 경우에 크게 변화해서 필요한 비저항범위를 갖는 단결정의 수율을 대폭 저하시키게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 내측 도가니의 내액면의 일정하게 되도록 내화용기를 플로우팅형 이중도가니로 하는 방법(이하, 이를 플로우팅형 이중도가니법이라 칭한다)이 제안되어 있는데, 이는 게르마늄(원소기호 Ge)이나 실리콘(원소기호 Si)을 성장시키는 것과 같은 단결정 성장에 적용되고 있다(J. Applied Physics vol. 9 No. 8, '58; 일본국 특허공개 소 60-18634 참조).
이를 제9도를 참조해서 설명하면, 외측 도가기(1)의 내부에 플로우팅상태로 되도록 내측 도가니(2)가 배치되고, 또 내측 도가니(2)의 저부에는 작은 구멍(3)이 뚫려져 있는바, 이 내측 도가니(2)의 융액(4)으로부터 결정(6)을 인상(引上)할 때에는 내측 도가니(2)의 부력과 중력과의 균형을 이용하거나, 고정된 내측 도가니 (2)에 대해서 외측 도가니를 상승시켜 외측 도가니(1)내의 융액(5)을 그 작은 구멍 (3)을 통해 내측 도가니(2)내로 보급함으로써 내측 도가니(2)내의 융액(4)의 높이 (h)가 일정하게 유지되도록 한다. 그리고 이와 같이 융액(5)의 높이(h)를 일정하게 유지시키면서 실행하는 결정인상에서 외측 도가니(1)내의 융액(5)중의 불순물농도를, 내측 도가니(2)내의 융액(4)중의 불순물농도를 Co/k(단 k는 불순물의 편석계수)로 하면, 인상결정(6)에 주입되는 불순물농도는 Co로 되고, 결정성장에 사용되어진 양과 동일한 양의 융액(순수한 실리콘 및 게르마늄) 및 불순물이 항상 외측 도가니(1)내의 융액(5)으로부터 내측 도가니(2)내의 융액(4)으로 공급되게 된다. 따라서 내측 도가니(2)내의 융액(4)의 불순물농도는 항상 일정한 값로 유지되게 되고, 이 때문에 인상결정(6)중의 불순물농도는 일정한 값 ＂Co＂로 유지되게 된다.
그러나, 상기한 인상방법에 있어서는, 인상에 수반하여 융액이 소비됨으로써, 그 결과 내측 도가니(2)의 저부가 외측 도가니(1)의 저부에 밀착되게 되면, 상술한 바와 같은 불순물농도에 대한 일정한 함수는 성립되지 않고 결정(6)중의 불순물농도도 고화율과 더불어 변화(농축)하게 된다. 즉, 고화율을 G라 할때
Figure kpo00003
단, H는 외측 도가니(1)내의 융액(5)의 초기높이이고, h는 인상중에 일정하게 유지시켜야 하는 내측 도가니(2)내의 융액(4)의 높이이다.
로 되는 고화율의 범위에서만 불순물농도가 일정한 결정을 얻을 수 있게 된다. 따라서 도우너(doner)또는 억셉터(acceptor)로 되는 불순물을 이용하여 길이방향으로 비저항이 균일한 결정을 성장시키더라도 그 비저항이 균일하게 되는 것은 경우 고화율 0.6~0.7까지이고, 그 이후는 비저항이 급격히 변화하게 된다는 결점이 있다.
또한, 상술한 플로우팅형 이중도가니법에 있어서는 고저항의 균일한 결정을 얻고자 할때 상기 (I)식의 고화율범위에서 조차도 다음과 같은 이유에 의해 비저항이 불균일해지게 된다.
즉, 예를 들어 20Ω·cm이상의 고저항인 N형 단결정실리콘을 인상하는 경우와 같이, 도우너(P; 인)의 농도가 낮아서 이 도우너의 농도가 석영으로 만들어진 도가니로부터 용출(溶出)되는 보론(원소기호 B)과 알루미늄(원소기호 Al)등의 억셉터의 농도에 비해서 충분히 높지 않은 경우에는 제10도에 도시된 바와 같이 실제의 비저항값(●로 표시)은 도우프된 도우너불순물(P)의 농도에 대응하는 값(○로 표시)으로 되지 않고 서서히 증가하게 된다.
이러한 이유 때문에, 본 발명자는 본 발명에 관련되는 일체형 이중도가니를 사용하여 결정인상을 실행하도록 된 장치를 이미 제안한 바 있는데(일본국 특허출원 소 61-221896호), 이를 제1도를 참조해서 설명한다.
제1도에 있어서, 참조부호 11은 외측 도가니이고, 14는 그 외측 도가니(11)와 일체적으로 되면서 그 외측 도가니(11)와 동일한 중심을 갖는 원통형 격리벽으로서, 이 격리벽(14)에 의해 상기 외측 도가니(11)의 안쪽이 내실과 외실로 구분되게 된다. 또 이 내실과 외실은 격리벽(14)의 작은 구멍(15)과 이 구멍(15)에 연결되는 가느다란 파이프형 연통관(16)에 의해 서로 통해져서 내실안의 융액으로 단결정을 인상하는 경우에는 외실안의 융액이 그 내실로 공급되도록 되어 있다. 또한 내실안에 수용되는 융액의 불순물은 인상중은 물론 외실로부터 내실로의 융액이동이 없을 때에도 연통관(16)의 설정된 길이에 의해 외실로 유출되지 않도록 되어 있는데, 이점은 구멍만으로 이루어진 플로우팅형 이중도가니와 다른 점이다.
이상과 같은 구조로 된 일체형 이중도가니를 이용한 기존의 결정인상방법중 하나는 플로우팅형 이중도가니법에 의해 인상되는 결정의 길이방향의 불순물농도가 고화율식[(1)식]에 제약받게 된다는 점을 해결하기 위한 것으로, 즉 일체형 이중도가니의 내실안에 도우프된 원료융액(불순물 농도 Cι)을 수용함과 더불어 외실안에는 비도우프된 원료융액을 수용하고, 내실의 반경(r)과 외실의 반경(R)과의 비 ＂r/R＂을 도우펀트의 편석계수(K)의 제곱은 (
Figure kpo00004
)과 같게 하여 불순물농도가 KCι인 내실안의 융액으로부터 결정을 πR2△H량(△H는 융액의 높이감소량) 인상하게 되면, 그 인상결정중에 포함되는 불순물량인 πR2△H×KCι은 내실안의 용액에 존재하고 있던 불순물량인 πr2△H×XCι과 일치하게 되는바, 이 때문에 내실안의 융액의 불순물농도는 인상중 항상 일정값 C로 유지되게 되고, 이에 따라 결정중의 길이방향의 불순물농도도 일정값 KCι로 유지되게 된다.
제11도는 상술한 CZ법과 플로우팅형 이중도가니법을 비교해서, r/R=K의 조건에서 일체형 이중도가니법에 의한 단결정의 고화율(횡축)과 비저항값(종축)과의 함수를 도시해 놓은 것으로, 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명자가 기존에 제안했던 일체형 이중도가니법을 사용하여 저항값이 균일한 결정을 얻을 때에는 플로우팅형 이중도가니법을 사용할 때와는 다리 고화율에 대한 (I)식과 같은 제약은 해결되게 된다. 그러나 일체형 이중도가니인상법에 있어서도, 도가니로부터 용출되는 전도불순물(電導不純物)과 같은 원하지 않는 전도불순물의 영향이 있을때에도 고저항 결정을 균일하게 얻어야 한다는 과제, 즉 다시 말하면 2종류의 도우펀트 또는 2가지 농도의 도우펀트가 관련되는 것과 같은 경우에 대한 과제가 역시 남게된다.
[발명의 목적]
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안해서 발명된 것으로, 일체형 이중도가니를 이용해서 비저항값에 관해서 거의 100%의 결정수율을 달성할 수 있는 새로운 결정인상방법, 즉 보다 상세하게 말해서, ① 반대도전형 또는 동일도전형의 원하지 않는 전도불순물의 혼입이 있을때, ② 의도적으로 상호 반대도전형인 2종류의 전도불순물을 이용할 때, ③ 의도적으로동일 도전형인 2가지 농도의 전도불순물을 이용할때와 같은 각각의 경우에 결정의 길이방향의 비저항값을 제어할 수 있도록 된 결정인상방법을 제공함에 그 목적이 있다.
[발명의 구성]
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른, 원하지 않는 전도불순물의 혼입을 보상하도록 된 반도체의 결정인상 방법은 원통형 격리벽에 의해 내실과 외실로 구분된 일체형 이중도가니에 있어서, 그 내실에 도우프된 제1원료 융액을 수용하면서 외실에는 비도우프된 제2원료용액을 수용하고, 도우프불순물의 편석계수를 K, 내실의 안쪽 지름을 2r, 외실의 안쪽 지름을 2R로 할때, (r/R)＞
Figure kpo00005
로 해서 도우프불순물의 농도를 결정길이방향으로 증가시겨 원하지 않던 반대도전형 불순물의 영향을 보상하거나, (r/R)＜
Figure kpo00006
로 해서 도우프불순물의 농도를 결정길이방향으로 감소시켜 원하지 않는 동일도전형 불순물의 영향을 보상함으로서, 인상결정의 길이방향의 비저항을 제어하도록 된 것이다.
즉, 예를 들어 보론(B)이나 알루미늄(Al)과 같은 억셉터가 용출되는 석영으로 만들어진 도가니에서 인상되는 20Ω·cm이상의 고저항을 갖는 P 도우프 N형 실리콘단결정의 길이방향의 비저향을 제어하는 경우에는 (r/R)비를 편석계수(K)가 0.35인 P에 대해 그 K인 0.59에 관하여 0.85＞(r/R)＞0.59의 범위로 하게 된다. 또한 그 범위에서의 선택값은 도가니로부터의 억셉터용출량을 미리 조사해서 결정하면 되고, 또 r/R비는 내실의 융액의 표면적을 Sι하고, 외실의 융액의 표면적을 So로 할 때 [Sι/(So+Sι)]½비의 의미로 해석해야 한다.
또한 본 발명에 따른, 상호 반대전도형인 2종류의 전도불순물을 의도적으로 이용하는 결정인상방법은 일체형 이중도가니의 내실에 도우프된 제1원료 융액을 수용함과 더불어 외실안의 제2원료 융액에 상기 도우프불순물의 전도형과 반대형인 전도불순물을 함유시켜, 인상중에 농축되는 제1원료융액중의 도우프불순물 농도를 낮추는 보상을 시행함으로써 인상결정에서의 길이방향의 비저항을 제어하도록 된 것이다.
즉, 외측 도가니의 반경이 R, 격리벽의 반경이 r이면, 내실의 면적은 πr2으로 되고 외실의 면적은 πr2으로 된다. 또한 고화율이 X인 때에 내실안의 융액에 도우프된 불순물(A)의 인상결정의 농도CA s(X)는
Figure kpo00007
단,
Figure kpo00008
KA; 불순물(A)의 편석계수
Figure kpo00009
; 인상초기의 내실안의 융액중에 포함된 불순물(A)의 농도
이고, 또 고화율이 X인 때에 외실안의 융액에 도우프된 불순물의 인상결정중에서의 농도
Figure kpo00010
는
Figure kpo00011
단,
Figure kpo00012
KB; 불순물(B)의 편석계수
Figure kpo00013
인상초기의 외실안 융액중에 포함되는 불순물(B)의 농도
와 같은 함수로 되게 된다. 따라서 다음 (II)식으로 나타낸 바와 같이 고화율이 X인 부위에서 불순물(A)과 불순물(B)이 보상되게 되는 바, 이 때 불순물(A)의 고화율(0에 대한 결정중 농도가 인상초기의 결정중 농도와 동일하게 되도록 불순물(B)의 농도
Figure kpo00014
을 조절하게 된다.
Figure kpo00015
그 결과, 비저항은 고화율이 O과 X인 부위에서 동등해지게 되고, 또 부위 X이외의 길이방향에서도 좁은 범위내로 제어되게 된다.
또한, 본 발명에 따르면 불순물(B)이 불순물(A)과 동일 전도형일 때에도 결정중의 비저항을 균일하게 할 수 있게된다. 즉 고화율이 X인 때 인상결정중의 불순물 농도는
Figure kpo00016
단, Keff+K×(πr2/πR2)
K; 불순물의 편석계수
Cι(O); 인상초기의 내실안 융액중의 불순물 농도
Co(O); 인상초기의 외실안 융액중의 불순물농도
로 되므로, 외실안 융액중의 불순물농도 Co(O)가
Figure kpo00017
Figure kpo00018
로 되어, 결정중의 불순물농도는 길이 방향에 걸쳐서 일정하게된다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 있어서는 일체형 이중도가니의 내실안의 융액에 함유된 도우프불순물이 외실로 유출되는 것을 억제하는 내실·외실의 연통기구가 갖추어져 있는데, 이 연통기구는 파이프형 연통관에 한정되지 않는다.
[실시예 ]
이하, 본 발명을 실리콘단결정인상에 적용한 실시예를 구체적으로 설명한다.
우선, 이하의 실시예에서 사용되는 일체형 이중도가니에 대해서 제1도를 참조해서 설명한다.
제1도에서 흑연 도가니(12; graphite crucibe)가 상하운동 및 회전운동이 가능한 도가니축(13)상에 고정되고, 이 흑연 도가니(12)의 내면에는 12＂ ø인 석영으로 만들어진 도가니(11)가 밀착되면서 배치되어 있으며, 또 그 도가니(11)내에는 도가니(11)의 본체에 대해 동축중심으로 되는 석영으로 만들어진 원통형 격리벽(14)이 배치·융착되어 있고, 그 격리벽(14)에는 길이가 150mm인 석영파이프(16)가 배설되어 있다. 그리고, 격리벽(14)에 의해 구분된 그 도가니(11)의 내실안의 융액(20)으로부터 4＂ ø의 실리콘결정(17)이 인상되게 된다. 또한 참조부호 21은 외실안의 융액이다.
또한, 상기 일체형 이중도가니를 이용한 이하의 실시예에서는 모두 실리콘원료 14kg 차지 (charge)에서 행해지게 되고, 또 내실 또는 외실로의 도우프불순물의 투입은 내외실간의 연통수단이 작은 구멍인 경우에는 인곳(ingot)의 지름이 수십mm ø에 도달하기 전의 시기에 행해지게 된다. 그리고, 내외실간의 연통수단이 파이프형 통로와 같이 불순물유출의 억제효과가 있는 것일때 원료실리콘이 융액상태로 수용되어 있는 내외실의 융액높이는 항상 일정한 높이로 유지되게 된다.
[실시예 1]
본 실시예는 석영도가니로 부터 용출되는 불순물을 보상하여 비저항이 결정길이방향으로 균일한 50Ωcm와 100Ωcm의 고저항인 N형 단결정을 인상시키는 경우에 대한 것이다.
우선, 이중도가니로 부터 용출되는 전도불순물의 농도를 조사하기 위해 먼저 격리벽(14)간의 안지름(2r)을 여러가지로 변경하면서 비도우프용액(내실과 외실 모두)으로 부터 결정을 성장시켜, 이 성장결정의 전도형과 각각의 비저항으로 부터 환산된 외관의 불순물 농도를 구했는 바, 그 결과 용출분순물의 전도형은 P형이고, 길이방향의 비저항은 윗부분(처음에 인상된 부분)의 1000~2000Ωcm전후로 부터 끝부분의 수백에 걸친 갈수도록 않좋은 분포를 나타내었다. 이 환산(煥算)불순물 농도분포에 대해서는 제2도에 도시해 놓았다.
여기서, 제2도의 결과로 부터 r/R를 0.70으로 정하고, 내실안의 융액에 윗부분이 50Ωcm(P농도 1×1014atoms/cc)로 되도록 P를 도우프하며, 외실안의 용액을 비도우프로 하여 고저항의 N형 단결정을 인상시킨 후, 그 단결정의 길이방향의 비저항과 불순물 농도의 분포를 구해 제3도에 도시해 놓았는 바, 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 석영도가니로 부터 불순물이 용출되어짐에 따라 결정에 점점 더 많이 도우프되게 되는 원하지 않는 P형 불순물(◇로 표시)은 r/R비를 0.70으로 한 결과에서는 의도적으로 도우프한 결정중의 농도(○가 표시)가 역시 점점 더 증가하게 됨으로써 보상되게 된다. 따라서 비저항값 (●로 표시)은 길이방향으로 거의 일정해지게 된다.
또, r/R비를 0.75로 하여 비저항이 100ΩCm(P농도 0.5×1014atoms/cc)인 고저항의 N형 단결정을 인상시켰는바, 그 결과도 상기와 마찬가지로 되었다. 즉 제4도에 도시된 바와 같이 되었다.
이와 관련하여, 제5도에 석영으로 만들어진 플로우팅형 이중도가니로 인상시킨 50ΩCm의 고정항인 N형 실리콘 단결정의 불순물 농도분포를 도시해 놓았는 바, 이 경우에서는 고화율이 0＜G＜1-(h/H)인 범위에 대해서도 불순물 유효농도(◎로 표시), 즉 비자항에 일정하게 되는 것으로 나타났다.
또 슬라이스(Slice)된 웨이퍼의 비저항분포는 면방위가 ＂111＂인 경우는 △P5~20%로 되고, 면방위가 ＂100＂인 경우는 △P4~10%로 되어 법에 의한 것과 거의 동일한 값을 갖는다는 것이 확인되었다.
[실시예 2]
본 실시예에서는 내실에 P(인, 편선계수 0.35)를 도우프하면서 외실에는 B(보론, 편석계수 0.80)를 도우프하고, r/P비를 상기 실시예와 마찬가지로 변화시켜 길이방향의 비저항값(50ΩCm)이 거의 균일하도록 된 N형 실리콘단결정을 인상시켰는 바, 그중에서 r/R이 0.75인 이중도가니를 이용한 결정인상에 대해서 상세히 설명한다.
우선, 상기(II)식을 풀기 위해 고화율 X에 대한 제원을 표 1과 같이 구했다.
[표 1]
Figure kpo00019
여기서(II)식으로 부터, 고화율이 0.7인 부위에서 P(인)가 B(보론)를 보상해서 P의 유요농도가 인상초기(고화율 0)와 동일해지도록 초기농도중의 B의 농도를 조절한다. 즉 다음식을 만족하도록 Cm(0)를 결정한다.
Figure kpo00020
단, KA는 P(인)의 편석계수; 0.35
Figure kpo00021
KB는 B(보론)의 편석계수; 0.80
Figure kpo00022
그 결과, 5ΩCm 결정에서 계산된 길이방향의 P유효 농도 및 기대비저항값은 표 2와 같이 되어 비저항이 균일하게 되는 것으로 기대된다.
[표 2]
Figure kpo00023
제6a도 내지 제6d도는 r/R비를 (a)는 0.65, (b)는 0.70, (c)는 0.75, (d)는 0.80으로 하고, 내실에 P를, 외실에는 B를 도우프하며, 고화율이 0.70인 부위를 고화율이 0인 부위와 P유효농도가 동등하게 되도록 한 경우의 검증실험결과로, 이때에도 상기 논리와 같이 비저항이 5ΩCm로 균일하게 유지된다는 것이 실증되었다.
즉, 제6도에서 알수 있는 바와 같이, r/R로 어느 것을 선택해도 결정길이방향의 비저항을 거의 일정하게 할 수 있게 되므로 비저항 이외의 특성에 대해서도 양호한 r/R비를 채용할 수 있게 된다. 예를 들어 실리콘단결정의 산소농도[Oι]는 결정의 지름에 대해서 도가니의 지름이 작아지는 만큼 고산소농도로 되게 되지만, 제7도에 도시된 상기 검증실험에서 얻어진 단결정의 길이방향에 대한 산소농도[Oι]그래프에서 알 수 있는 바와 같이 산소농도[Oι]에 대한 규격범위가 1.55~1.85×1018atroms/cc일 때에는 그 규격내에 있는 r/R비, 즉 r/R비를 0.70 또는 0.75로 하면된다.
[실시예 3]
본 실시예는 r/R비를 0.70으로 하고, 내실안의 융액과 외실안의 융액에도 B(보론)를 도우프하여 비저항이 10ΩCm이고, 또 산소농도가 1.55~1.85×1018atoms/cc인 단결정을 성장시키는 경우에 대한 것으로, 이를 위해 우선 상기 (III)식에 대해서 계산을 하고, 즉
Figure kpo00024
단, K; 보론의 편석계수(0.80)
Figure kpo00025
Cι(0); 인상초기의 내실융액중의 보론농도
CO(0); 인상초기의 외실융액중의 보론농도
내실안에는 비저항이 10ΩCm로 되는 농도Cι(0)로, 또 외실안에는 상기 식을 만족하는 농도Co(0)로 각각 보론을 도우프하여 인상하게 되면 제8도에 도시된 바와 같이 비저항이 일정해지게 된다. 더욱이 산소농도가 제7와 같은(●로 표시)규격범위인 단결정을 인상하는 것이 가능하게 된다. 이를 비교하기 위해 제8도에 CZ법에 의한 단결정의 비저항값을 도시해 놓았는바, 제8도에 따르면 B는 편석계수가 0.80과 1에 가깝고, 결정길이방향의 비저항변화가 가장 작은 도우펀트이지만 그럼에도 불구하고 CZ법에서는 10ΩCm로 부터 7ΩCm까지 크게 변화하였는데, 이에 대해 본 발명에 따른 방법에 있어서는 비저항은 모두 균일하게 되고, 더욱이 산소농도도 원하는 값으로 할 수 있게 된다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체의 결정인상방법에 의하면, 종래의 CZ법이나 플로우팅형 이중도가니법과는 다른 일체형 이중도가니를 사용해서 반도체단결정의 길이방향의 비저항값을 전반적으로 거의 균일하게 하는 새로운 결정인상방법이 제공되게 된다.
그 결과 종래방법에서는 거의 불가능했던 50ΩCm나 100ΩCm와 같은 고저항에 대해서도 비저항이 균일한 단결정을 인상하는 것과, 2종류 또는 2가지농도의 불순물을 이용하는 결정인상이 가능해지게 되고, 또한 결정길이방향의 비저항값과 산소농도등 다른 특성을 더불어서 제어하는 것이 가능해지게 되는데, 이러한 것들이 100%라는 높은 수율로서 가능해지게 됨으로써 그 공업적 가치는 매우 크게 된다.
또한, 본 발명에 있어서는 결정단면(결정길이방향에 수직)방향의 비저항값의 분포가 FZ결정과는 달리, CZ결정과 동등한 균일성을 갖도록 되어 있는 단결정성장이 가능해지게 된다.

Claims (4)

  1. 반도체 결정인상용의 도가니내에 이 도가니와 동일한 중심의 원통형 격리벽을 설치해서 그 도가니내를 내실과 외실로 구분하고, 그 내실에 도우프된 제1원료융액을 수용함과 더불어 외실에 제2원료융액을 수용하는 한편, 상기 내실과 외실의 사이를 연통함과 더불어 내실로 부터 외실로의 불순물유출을 억제하는 연통수단을 통해서 외실안의 제2원료융액을 내실안으로 공급하면서 내실안의 제1원료융액으로 부터 반도체결정을 인상하도록 된 결정인상방법에 있어서, 상기 외실안의 제2원료융액을 비도우프된 융액으로 함과 더불어, 도우프불순물의 편석계수를 K, 내실의 안지름을 2r, 외실의 안지름을 2R3 할때, (r/R)＜
    Figure kpo00026
    로 되도록 하여 도우프불순물의 농도를 결정의 길이방향으로 증가시키거나, 또는 (r/R)＜
    Figure kpo00027
    로 해서 도우프불순물의 농도를 결정의 길이방향으로 감소시켜 도가니를 이루는 재료로 부터 혼입되는 전도불순물의 영향을 보상함으로써 인상결정에서의 길이방향의 비저항을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체의 결정인상방법.
  2. 제1항에 있어서, r/R비를 0.85＞(r/R)＞0.59로 해서 석영으로 만들어진 도가니로 부터 인상되는 비저항이 20ΩCm이상인 고저항의 P도우프 N형 실리콘단결정의 길이방향의 비저항을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체의 결정인상방법.
  3. 반도체결정인상용의 도가니내에 이 도가니와 동일한 중심의 원통형 격리벽을 설치해서 그 도가니내를 내실과 외실로 구분하고, 그 내실에 도우프된 제1원료융액을 수용함과 더불어 외실에 제2원료융액을 수용하는 한편, 상기 내실과 외실의 사이를 연통함과 더불어 내실로 부터 외실로의 불순물유출을 억제하는 연통수단을 통해서 외실안의 제2원료융액을 내실안으로 공급하면서 내실안의 제1원료융액으로 부터 반도체결정을 인상하는 결정인상방법에 있어서, 상기 외실안의 제2원료융액에 상기 도우프불순물과 반대도전형의 불순물을 함유시켜, 결정인상중에 농축되는 제1원료융액중의 도우프불순물의 농도가 낮아지도록 보상함으로서 인상결정에서의 길이방향의 비저항을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체의 결정인상방법.
  4. 반도체결정인상용의 도가니내에 이 도가니와 동일한 중심의 원통형 격리벽을 설치해서 그 도가니내를 내실과 외실로 구분하고, 그 내실에 도우프된 제1원료용액을 수용함과 더불어 외실에 제2원료융액을 수용하는 한편, 상기 내실과 외실의 사이를 연통함과 더불어 내실로 부터 외실로의 불순물유출을 억제하는 연통수단을 통해서 외실안의 제2원료용액으로 내실안으로 공급하면서 내실안의 제1원료용액으로 부터 반도체결정을 인상하도록 된 결정인상방법에 있어서, 상기 외실안의 제2원료융액에 상기 도우프불순물과 동일 전도형인 불순물을 함유시켜, 인상중에 농축되는 제1원료융액중의 도우프불순물의 농도를 조정함으로써 인상결정에서의 길이방향의 비저항을 제어하는 반도체의 결정인상방법.
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