일반기술

무전위(dislocation-free) 실리콘 단결정

실리콘 보다 결합 반경이 작은 적어도 １종류의 불순물 원소와 실리콘보다 결합 반경이 큰 적어도 １종류의 불순물 원소를 포함한 무전위 실리콘 단결정의 성장에 이용하는 실리콘 종자 결정을 제공하여 무전이 실리콘 단결정의 제조를 가능하게 하는 것이다. 실리콘 보다 결합 반경이 작은 불순물 원소는 실리콘 종자 결정의 평균의 격자 정수(결정 격자의 크기와 형태를 결정하는 정수) 감소시키는 불순물이 되어, 결정 경화 효과를 나타낸다. 이 결정 경화 효과에 의해서 종자를 붙일 때에 종자 결정 안에 열쇼크 전위가 발생하는 것이 억제된다. 실리콘 보다 결합 반경이 큰 불순물 원소는 실리콘 종자 결정의 평균의 격자 정수를 증대시키는 불순물이 되기 위해, 역시 결정 경화 효과를 나타낸다. 또, 결합 반경이 작은 불순물 원소와 큰 불순물 원소를 동시에 첨가하는 것에 의해서, 이러한 원소에 의한 종자 결정의 격자 정수의 감소와 증대가 상쇄된다. 따라서, 첨가하는 양원소의 농도를 조정하여 종자 결정의 격자 정수를 성장 결정의 격자 정수에 맞추고 양결정간의 잘못된 전위의 발생을 억제할 수 있다.종자 붙이기 후의 가늘고 긴 neck부분 형성(necking:단결정에 결함이 발생하지 않도록 종자를 따라 성장하는 결정의 직경을 최대한 줄이면서 끌어올리는 작업) 공정이 불필요하게 되는 것으로 인해 목부분의 기계적 강도가 증대해 큰 직경, 큰 중량의 결정 제조가 가능하게 된다.가늘고 긴neck를 성장시키는 시간이 불필요하게 되었기 때문에 결정 제조의 효율이 올라가고, 또neck부분이 없어진 만큼을 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 결정부분이 긴 결정 제조가 가능하게 된다. 또, necking조작에 있어서, 무전위화를 달성된지 아닌지의 판정을 필요로 하지 않기 때문에, 무전위결정 제조를 전문가가 아니어도 간단하게 실시할 수 있다.