特表 2023-547027 単結晶シリコンインゴットを製造するための結晶引上げ炉、方法及び単結晶シリコンインゴット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-09

(54)【発明の名称】単結晶シリコンインゴットを製造するための結晶引上げ炉、方法及び単結晶シリコンインゴット

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/06 20060101AFI20231101BHJP

   C30B 15/00 20060101ALI20231101BHJP

   C30B 33/02 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

C30B29/06 502E

C30B15/00 Z

C30B33/02

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023515716

(86)(22)【出願日】2022-09-29

(85)【翻訳文提出日】2023-03-09

(86)【国際出願番号】 CN2022122594

(87)【国際公開番号】W WO2023051695

(87)【国際公開日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】202111165968.6

(32)【優先日】2021-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522248559

【氏名又は名称】西安奕斯偉材料科技股▲ふん▼有限公司

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ １－３－０２９， Ｎｏ．１８８８ Ｓｏｕｔｈ Ｘｉｆｅｎｇ Ｒｄ．， Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｚｏｎｅ Ｘｉ’ａｎ， Ｓｈａａｎｘｉ ７１０１００， Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100195257

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 一志

(72)【発明者】

【氏名】張 婉婉

(72)【発明者】

【氏名】ムン、 ヨンヒ

【テーマコード（参考）】

4G077

【Ｆターム（参考）】

4G077AA02

4G077BA04

4G077CF10

4G077EB01

4G077EG20

4G077EG26

4G077FE00

4G077PE22

4G077PE27

(57)【要約】

本願の実施例は、単結晶シリコンインゴットを製造するための結晶引上げ炉、方法及び単結晶シリコンインゴットを開示する。前記結晶引上げ炉は、窒素ドープシリコン融液を用いてチョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを引き上げるように構成された引上げ機構と、前記単結晶シリコンインゴットのＢＭＤを溶融させる第１の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットを熱処理するための第１の熱処理器と、前記第１の熱処理器の上方に配置され、前記単結晶シリコンインゴットにＢＭＤを形成させる第２の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットを熱処理するための第２の熱処理器とを含む。前記引上げ機構は、更に、結晶引上げ方向に前記単結晶シリコンインゴットを、後端部が前記第１の熱処理器に、先端部が前記第２の熱処理器によって熱処理される位置に移動させるように構成されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

単結晶シリコンインゴットを製造するための結晶引上げ炉であって、
窒素ドープシリコン融液を用いてチョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを引き上げるように構成された引上げ機構と、
前記単結晶シリコンインゴットのＢＭＤを溶融させる第１の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットを熱処理するための第１の熱処理器と、
前記第１の熱処理器の上方に配置され、前記単結晶シリコンインゴットにＢＭＤを形成させる第２の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットを熱処理するための第２の熱処理器と
を含み、
前記引上げ機構は、更に、結晶引上げ方向に前記単結晶シリコンインゴットを、後端部が前記第１の熱処理器に、先端部が前記第２の熱処理器によって熱処理される位置に移動させるように構成されている、結晶引上げ炉。

【請求項2】

前記第１の熱処理温度は、９５０℃～１２００℃である、請求項１に記載の結晶引上げ炉。

【請求項3】

前記第２の熱処理温度は、６００℃～８５０℃である、請求項１に記載の結晶引上げ炉。

【請求項4】

前記第１の熱処理器の熱処理温度を感知するための第１の温度センサと、
前記第２の熱処理器の熱処理温度を感知するための第２の温度センサと、
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの感知温度に基づいて、前記第１の熱処理器及び前記第２の熱処理器がそれぞれ異なる熱処理温度を提供するように制御するコントローラと
を更に含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の結晶引上げ炉。

【請求項5】

前記第２の熱処理器は、６００℃～７００℃の熱処理温度を提供するための第１のセグメントと、７００℃～８５０℃の熱処理温度を提供するための第２のセグメントとを、前記結晶引上げ方向に含む、請求項４に記載の結晶引上げ炉。

【請求項6】

前記引上げ機構は、更に、前記単結晶シリコンインゴットを、熱処理される位置に２時間滞留させるように構成されている、請求項１に記載の結晶引上げ炉。

【請求項7】

径方向寸法の小さい上炉室と、径方向寸法の大きい下炉室とを含み、
前記第１の熱処理器と前記第２の熱処理器は、前記上炉室に配置され、
前記下炉室内には、るつぼと前記るつぼを加熱するためのヒータとが設けられている、請求項１に記載の結晶引上げ炉。

【請求項8】

前記単結晶シリコンインゴット全体が前記第１の熱処理器及び前記第２の熱処理器に同時に熱処理されることができるように、前記第１の熱処理器及び前記第２の熱処理器の前記結晶引上げ方向に沿った全長は、前記単結晶シリコンインゴットの長さ以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の結晶引上げ炉。

【請求項9】

単結晶シリコンインゴットを製造するための方法であって、
窒素ドープシリコン融液を用いてチョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを引き上げることと、
前記単結晶シリコンインゴットを結晶引上げ方向に沿って熱処理される位置に移動させることと、
前記単結晶シリコンインゴットのＢＭＤを溶融させる第１の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットの後端部を熱処理することと、
前記単結晶シリコンインゴットにＢＭＤを形成させる第２の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットの先端部を熱処理することと
を含む、方法。

【請求項10】

請求項９に記載の方法によって製造された単結晶シリコンインゴット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０２１年９月３０日に中国で提出された中国特許出願ＮＯ．２０２１１１１６５９６８．６の優先権を主張し、その全ての内容が援用によりここに取り込まれる。

【0002】

本願は、半導体シリコンウェーハ製造の分野に係り、特に単結晶シリコンインゴットを製造するための結晶引上げ炉、方法及び単結晶シリコンインゴットに係る。

【背景技術】

【0003】

周知のように、現在の集積回路は、主にシリコンウェーハの表面から５ミクロン以内の近表層に製造されている。そのため、シリコンウェーハの本体内又は裏面に欠陥領域を導入し、近表面に１０ミクロンから２０ミクロンの欠陥のない、不純物のない清浄領域を導入するためには、イントリンシックゲッタリング又はエクストリンシックゲッタリングなどの技術が必要である。近年、一般的なイントリンシックゲッタリングやエクストリンシックゲッタリング技術のほか、新しい酸素アニーリング技術、高速熱処理技術及び窒素ドーピング技術が開発されて応用されている。

【0004】

上記の集積回路において、表側から本体内に延在する無結晶欠陥領域（ＤＺ：ＤｅｎｕｄｅｄＺｏｎｅ）と、ＤＺに隣接して本体内に更に延在し、バルク微小欠陥（ＢＭＤ：ＢｕｌｋＭｉｃｒｏＤｅｆｅｃｔ）を含む領域とを有するシリコンウェーハを提供することは、非常に有利である。ここでの表側とは、電子部品が形成されるシリコンウェーハの表面を指す。上記のＤＺは、重要であり、シリコンウェーハ上に電子部品を形成するためには、電子部品の形成領域に結晶欠陥がないことが求められ、さもないと回路の断線などの故障の原因となるため、電子部品がＤＺで形成されることで結晶欠陥の影響を回避することができるからである。上記のＢＭＤの役割は、金属不純物に対してイントリンシックゲッタリング（ＩＧ：ＩｎｔｒｉｎｓｉｃＧｅｔｔｅｒ）効果を持ち、シリコンウェーハ中の金属不純物をＤＺから遠ざけることにより、金属不純物によるリーク電流増加やゲート酸化膜の膜質の劣化などの悪影響を避ける。

【0005】

ＢＭＤ領域を有する上記したシリコンウェーハの製造において、シリコンウェーハに窒素をドープすることは、非常に有利である。例えば、シリコンウェーハに窒素がドープされている場合、高温では窒素原子が最初に互いに結合して二原子窒素を形成し、酸素沈殿を促進して大量のベイカンスィ（Ｖａｃａｎｃｙ）を消費し、ベイカンスィの濃度を減少させる。空孔（ＶＯＩＤ）欠陥がベイカンスィからなるため、ベイカンスィの濃度の低下によって、ＶＯＩＤ欠陥のサイズが減少し、比較的低い温度では、ＶＯＩＤ欠陥のサイズが減少したシリコンウェーハが形成される。集積回路製造工程の高温熱処理では、窒素ドープシリコン単結晶のＶＯＩＤ欠陥が容易に除去され、集積回路の歩留まりが向上する。同時に、窒素をドープすることは、窒素を核とするＢＭＤの形成が促進され、ＢＭＤが一定の密度に達し、ＢＭＤが金属のゲッタリング源として有効に機能し、また、シリコンウェーハの半径方向にＢＭＤの密度分布をより均一にすることや、ＢＭＤの密度をＤＺに隣接する領域で高くしてシリコンウェーハの本体内に近づくにつれて徐々に減少させるなど、ＢＭＤの密度分布に好ましい効果がある。

【0006】

関連技術では、上記の集積回路などの半導体電子部品を製造するためのシリコンウェーハは、主にチョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法で引き上げられた単結晶シリコンインゴットをスライスして製造される。チョクラルスキー法は、石英製るつぼ内の多結晶シリコンを溶融してシリコン融液を取得し、単結晶の種結晶をシリコン融液に浸し、そして種結晶を連続的に持ち上げてシリコン融液の表面から離すことにより、移動中に相界面で単結晶シリコンインゴットが成長する。チョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法による単結晶シリコンインゴットの引上げは、一般的に結晶引上げ炉の内部で行われる。ドーピング元素とシリコン元素の格子が一致しないため、単結晶シリコンの成長過程において偏析現象が存在し、即ち、単結晶シリコンインゴットに結晶するドーピング元素の濃度が溶融体（原料）中の濃度より小さく、るつぼ内のドーピング元素の濃度が上昇し続け、単結晶シリコンインゴット内のドーピング元素の濃度も上昇し続ける。シリコン単結晶における窒素の偏析係数が７×１０^－４と小さいため、単結晶シリコンインゴットの引上げ中に、窒素濃度の分布は、結晶インゴットの先端から結晶インゴットの後端にかけて徐々に増加する。図１に示すように、窒素ドープ単結晶における窒素濃度の結晶成長方向に沿った理論分布を示し、窒素ドープ単結晶における先端と後端の窒素濃度の差が大きく、それに応じて、窒素ドープ単結晶の先端と後端のＢＭＤ濃度の差が大きい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記の技術問題を解決するために、本願の実施例は、単結晶シリコンインゴットを製造するための結晶引上げ炉、方法及び単結晶シリコンインゴットを提供することが期待され、結晶インゴットの引上げ中に、結晶インゴットの先端から後端まで窒素含有量の差が大きすぎるために単結晶シリコンインゴットの先端と後端のＢＭＤ含有量の差が大きいという問題を解決し、全体的にＢＭＤ濃度が均一な単結晶シリコンインゴットを得る。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願の技術手段は、下記のように実現される。

【0009】

第１の態様として、本願の実施例は、単結晶シリコンインゴットを製造するための結晶引上げ炉を提供する。前記結晶引上げ炉は、窒素ドープシリコン融液を用いてチョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを引き上げるように構成された引上げ機構と、前記単結晶シリコンインゴットのＢＭＤを溶融させる第１の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットを熱処理するための第１の熱処理器と、前記第１の熱処理器の上方に配置され、前記単結晶シリコンインゴットにＢＭＤを形成させる第２の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットを熱処理するための第２の熱処理器とを含む。前記引上げ機構は、更に、結晶引上げ方向に前記単結晶シリコンインゴットを、後端部が前記第１の熱処理器に、先端部が前記第２の熱処理器によって熱処理される位置に移動させるように構成されている。

【0010】

任意に、前記第１の熱処理温度は、９５０℃～１２００℃である。

【0011】

任意に、前記第２の熱処理温度は、６００℃～８５０℃である。

【0012】

任意に、前記結晶引上げ炉は、前記第１の熱処理器の熱処理温度を感知するための第１の温度センサと、前記第２の熱処理器の熱処理温度を感知するための第２の温度センサと、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの感知温度に基づいて、前記第１の熱処理器及び前記第２の熱処理器がそれぞれ異なる熱処理温度を提供するように制御するコントローラとを更に含む。

【0013】

任意に、前記第２の熱処理器は、前記結晶引上げ方向に配列される６００℃～７００℃の熱処理温度を提供するための第１のセグメントと、７００℃～８５０℃の熱処理温度を提供するための第２のセグメントとを含む。

【0014】

任意に、前記引上げ機構は、更に、前記単結晶シリコンインゴットを、熱処理される位置に２時間滞留させるように構成されている。

【0015】

任意に、前記結晶引上げ炉は、径方向寸法の小さい上炉室と、径方向寸法の大きい下炉室とを含み、前記第１の熱処理器と前記第２の熱処理器は、前記上炉室に配置され、前記下炉室内には、るつぼと前記るつぼを加熱するためのヒータとが設けられている。

【0016】

任意に、前記単結晶シリコンインゴット全体が前記第１の熱処理器及び前記第２の熱処理器に同時に熱処理されることができるように、前記第１の熱処理器及び前記第２の熱処理器の前記結晶引上げ方向に沿った全長は、前記単結晶シリコンインゴットの長さ以上である。

【0017】

第２の態様として、本願の実施例は、単結晶シリコンインゴットを製造するための方法を提供する。前記方法は、窒素ドープシリコン融液を用いてチョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを引き上げることと、前記単結晶シリコンインゴットを結晶引上げ方向に沿って熱処理される位置に移動させることと、前記単結晶シリコンインゴットのＢＭＤを溶融させる第１の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットの後端部を熱処理することと、前記単結晶シリコンインゴットにＢＭＤを形成させる第２の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットの先端部を熱処理することとを含む。

【0018】

第３の態様として、本願の実施例は、第２の態様に記載の方法によって製造された単結晶シリコンインゴットを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、関連技術における窒素ドープシリコン単結晶で結晶成長方向に沿った窒素濃度の理論分布の概略図である。

【図2】図２は、一般的な結晶引上げ炉の一実施形態の概略図である。

【図3】図３は、本願の実施例における結晶引上げ炉の概略図であり、シリコン融液から単結晶シリコンインゴットが引き上げられていることを示す。

【図4】図４は、図３の結晶引上げ炉の別の概略図であり、単結晶シリコンインゴットが完全にシリコン融液から引き上げられ、第１の熱処理器と第２の熱処理器の中にあることを示す。

【図5】図５は、本願の別の実施例における結晶引上げ炉の概略図である。

【図6】図６は、本願の別の実施例における結晶引上げ炉の概略図である。

【図7】図７は、本願の実施例における単結晶シリコンインゴットを製造するための方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本願の実施例における添付の図面を参照して、本願の実施例における技術手段を明確に、完全に説明する。

【0021】

図２を参照すると、一般的な結晶引上げ炉の一実施形態が示されている。前記結晶引上げ炉１００は、径方向寸法の小さい上炉室１０１と、径方向寸法の大きい下炉室１０２とを含む。前記下炉室１０２には、シリコン材料を載置するためのるつぼ２００が設けられている。このるつぼは、具体的に黒鉛るつぼと石英るつぼを含む。下炉室の内壁とるつぼの外周との間に、るつぼ及びその内部のシリコン材料を加熱してシリコン融液Ｓ２を形成するためのヒータ３００が設けられている。下炉室１０２の上部には、上炉室１０１に連通し、単結晶シリコンインゴットＳ３が引き上げられる引上げ通路が開設されている。また、下炉室１０２内には、るつぼ回転機構４００とるつぼ載置装置５００とが設けられている。るつぼ２００は、るつぼ載置装置５００によって載置される。るつぼ２００を自身の軸線回りに方向Ｒに回転駆動するためのるつぼ回転機構４００は、るつぼ載置装置５００の下方に位置する。

【0022】

結晶引上げ炉１００を用いて単結晶シリコンインゴットＳ３を引き上げる場合、まず、るつぼ２００に高純度の多結晶シリコン原料を投入し、るつぼ回転機構４００によってるつぼ２００を回転駆動しながらヒータ３００によってるつぼ２００を加熱し続け、るつぼ内に収容された多結晶シリコン原料を溶融状態、すなわち溶融したシリコン融液Ｓ２に溶融する。ここで、加熱温度は、約１０００℃に維持する。炉内のガスは、通常不活性ガスとするため、多結晶シリコンが溶融すると同時に、不要な化学反応が生じない。ヒータ３００による熱場を制御して、シリコン融液Ｓ２の液面温度を結晶化臨界点に制御する場合、液面の上方に位置する単結晶種結晶Ｓ１を液面から方向Ｐに沿って上方に引き上げると、シリコン融液Ｓ２は、単結晶種結晶Ｓ１の引上げに伴い上昇し、単結晶種結晶Ｓ１の結晶方向に従って単結晶シリコンインゴットＳ３を成長させる。最終的に製造されるシリコンウェーハに高いＢＭＤ密度を持たせるためには、単結晶シリコンインゴットの引上げ中に単結晶シリコンインゴットに窒素をドープすることを選択することができる。例えば引上げ中に結晶引上げ炉１００の炉室内に窒素を注入したり、るつぼ２００内のシリコン溶融体Ｓ２に窒素をドープしたりすることによって、引き上げられた単結晶シリコンインゴット及び単結晶シリコンインゴットから切断されたシリコンウェーハに窒素をドープすることができる。しかし、図１から分かるように、結晶引上げ炉１００で作られた単結晶シリコンインゴットは、後端のＮ濃度が高く、先端のＮ濃度が低いため、単結晶シリコンインゴットの先端のＢＭＤ濃度が低く、後端のＢＭＤ濃度が高く、単結晶シリコンインゴットの品質と良率が低下する。

【0023】

単結晶シリコンインゴット全体のＢＭＤ濃度が均一ではないという問題を解決するために、本願は、結晶引上げ炉１１０を提供する。図３に示すように、結晶引上げ炉１１０は、窒素ドープシリコン融液Ｓ２を用いてチョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットＳ３を引き上げるように構成された引上げ機構７００と、第１の熱処理器６１０と、前記第１の熱処理器６１０の上方に配置された第２の熱処理器６２０とを含む。第１の熱処理器６１０及び第２の熱処理器６２０は、いずれも前記上炉室１０１内に配置され、結晶引上げ方向Ｐに沿って垂直に積み重ねられる。第１の熱処理器６１０は、前記単結晶シリコンインゴットＳ３のＢＭＤを溶融させる第１の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットＳ３を熱処理する。第２の熱処理器６２０は、前記単結晶シリコンインゴットＳ３にＢＭＤを形成させる第２の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットＳ３を熱処理する。引上げ機構７００は、更に、結晶引上げ方向に前記単結晶シリコンインゴットＳ３を、後端部が前記第１の熱処理器６１０に、先端部が前記第２の熱処理器６２０によって熱処理される位置に移動させるように構成されている。

【0024】

第１の熱処理器６１０は、９５０～１２００℃の第１の熱処理温度を提供し、単結晶シリコンインゴットの第１の熱処理器６１０にある部分に９５０～１２００℃の温度範囲の下部温度領域を提供する。単結晶シリコンインゴットＳ３に窒素含有量の高い部分が下部温度領域で熱処理されると、この部分のＢＭＤがこの温度で溶融し、この部分のＢＭＤ含有量を低減する目的を達成する。第２の熱処理器６２０は、６００～８５０℃の第２の熱処理温度を提供し、単結晶シリコンインゴットの第２の熱処理器中にある部分に６００～７００℃の温度範囲の上温度領域を提供する。単結晶シリコンインゴットＳ３に窒素含有量の低い部分が上温度領域で熱処理されると、この部分におけるＢＭＤの核生成に寄与し、この部分のＢＭＤ濃度を増加させる目的を達成する。これにより、単結晶シリコンインゴットのＢＭＤ濃度が一致しない部分を異なる熱処理温度で対応する熱処理を行い、単結晶シリコンインゴットの全体ＢＭＤ濃度が均一でないことを回避する。

【0025】

図１から分かるように、上温度領域内に位置する単結晶シリコンインゴットの先端におけるＢＭＤ濃度が小さい。任意に、第２の熱処理器は、前記結晶引上げ方向Ｐに沿って垂直に配列される第１のセグメントと第２のセグメントを含む。前記第１のセグメントは、６００℃～７００℃の熱処理温度を提供し、前記第２のセグメントは、７００℃～８５０℃の熱処理温度を提供する。第１セグメントと第２セグメントによって単結晶シリコンインゴットＳ３の異なるＢＭＤ濃度を有する部分に対して異なる熱処理温度を選択し、ＢＭＤの核生成がより十分であることを保証し、全体的にＢＭＤ濃度がより均一な単結晶シリコンインゴットＳ３を得る。

【0026】

図４を参照すると、前記引上げ機構７００は、前記単結晶シリコンインゴットＳ３を前記結晶引上げ方向Ｐに沿って移動させ、前記単結晶シリコンインゴットＳ３を前記下炉室１０２内に位置する相界面から成長させ、前記第１の熱処理器６１０と前記第２の熱処理器６２０によって熱処理される位置に移動させる。単結晶シリコンインゴットＳ３が所定の条件下での熱処理を受けるようにするために、任意に、前記引上げ機構７００は、前記単結晶シリコンインゴットＳ３全体を前記第１の熱処理器６１０及び前記第２の熱処理器６２０に所要の熱処理時間だけ滞留させるように構成される。図４に示すように、単結晶シリコンインゴットＳ３は、第１の熱処理器６１０及び前記第２の熱処理器６２０に完全に位置するように引上げ機構７００によって引き上げられており、引上げ機構７００は、予め設定された熱処理時間が経過するまで単結晶シリコンインゴットＳ３をその位置に保持することができる。

【0027】

本願の任意の実施例において、前記熱処理時間は、２時間であってもよい。

【0028】

熱処理温度の正確性を更に制御するために、任意に、図５を参照し、前記結晶引上げ炉１１０は、前記第１の熱処理器６１０の熱処理温度を感知するための第１の温度センサ８０１と、前記第２の熱処理器６２０の熱処理温度を感知するための第２の温度センサ８０２と、前記第１の温度センサ８０１及び前記第２の温度センサ８０２によって感知された熱処理温度に基づいて前記第１の熱処理器６１０及び前記第２の熱処理器６２０を制御するコントローラ９００とを更に含む。前記第１の温度センサ８０１は、前記第１の熱処理器６１０の前記上炉室１０１の内室に向く側に設置され、感知プローブによって下温度領域の温度を感知して単結晶シリコンインゴットＳ３の異なる部位が位置する温度領域の熱処理温度を得、次いでそれに電気的に接続されたコントローラ９００によって第１の熱処理器６１０の加熱電力を制御して第１の熱処理温度を正確に調整し、下温度領域の温度を一定に保つ。前記第２の温度センサ８０２は、前記第２の熱処理器６２０の前記上炉室１０１の内室に向く側に配置され、その動作原理は、前記第１の温度センサ８０１と一致し、ここではその説明を省略する。

【0029】

本願の一実施例において、前記結晶引上げ炉１１０は、単結晶シリコンインゴットＳ３全体を同時に第１の熱処理器と第２の熱処理器に位置させて熱処理できるように設置されている。これに対して、任意に、図６に示すように、前記第１の熱処理器６１０と第２の熱処理器６２０の前記結晶引上げ方向Ｐに沿った長さＨは、前記単結晶シリコンインゴットＳ３の長さＬ以上である。それによって、前記単結晶シリコンインゴットＳ３は、第１の熱処理器６１０と第２の熱処理器６２０に完全に位置し、同時に単結晶シリコンインゴットＳ３の異なる部分に対して、対応する熱処理を行うことができる。

【0030】

本願の実施例に係る結晶引上げ炉を用いることにより、窒素ドープ単結晶シリコンインゴットを引き上げる際に、Ｎの偏析係数が小さいために、結晶インゴットの先端のＮ濃度が結晶インゴットの後端のＮ濃度よりはるかに小さくなり、単結晶シリコンインゴット全体のＢＭＤ濃度が均一でないという問題を解決する。

【0031】

図７を参照し、本願の実施例は、単結晶シリコンインゴットを製造するための方法を更に提供する。前記方法は、窒素ドープシリコン融液を用いてチョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを引き上げることと、前記単結晶シリコンインゴットを結晶引上げ方向に沿って熱処理される位置に移動させることと、前記単結晶シリコンインゴットのＢＭＤを溶融させる第１の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットの後端部を熱処理することと、前記単結晶シリコンインゴットにＢＭＤを形成させる第２の熱処理温度で前記単結晶シリコンインゴットの先端部を熱処理することとを含む。

【0032】

本願の実施例は、更に単結晶シリコンインゴットを提供する。前記単結晶シリコンインゴットは、本願の実施例による単結晶シリコンインゴットを製造するための方法によって製造される。

【0033】

なお、本願の実施例に記載の各技術手段は、矛盾しない限り、任意に組み合わせることができる。

【0034】

上記は、本願の具体的な実施形態にすぎないが、本願の保護範囲は、これに限定されず、本願に開示された技術範囲内に当業者が容易に想到できる変化又は代替は、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。従って、本願の保護範囲は、前記特許請求の範囲の保護範囲を基準とするべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】