In growing the silcon single crystal by the Czochralski method with HF induction heating, the equipment, Process and microstructure of the grown crystals were investigated.
Laue's X-ray and etching methods were adopted to reveal the microstructure. The perfect single crystal was not grown because of the impurities from the quartz crucible, unsuitable temperature fluctuation and others.
To grow more perfect single crystal of 8mm-diameter, it is predicted that the pulling conditions are 1.81mm/min-pull speed and 3 rpm-rotation rate, the transparent quartz crucible and temperature fluctuation less than 2℃ are necessary.
The "necking" of crystal during its initial growth was important role for growing the perfect crystal, and vacuum growing process was recommended to reduce the undesirable impurities from the crucibles and growing environment.
고주파 유도가열 Czochalski 방법에 의하여 실리콘의 단결정 성장 실험을 수행하면서, 실험기구와 장치, process와 성장조건에 따른 행태 및 미세구조 등을 알아 보았다.
미세구조의 관찰은 Laue X-ray방법과 etching방법으로 하였는데 Laue pattern과 etch pit의 모양은 서로 상통되는 점을 알 수 있었다. crucible로 부터의 불순물의 영향 그리고 적당한 온도 fluctuation의 제어 등이 불가능하여 완전한 실리콘 단결정을 얻지 못하였다.
이 연구의 결과보다 완전한 단결정을 성장시키기 위하여서는 투명한 석영 crucible을 사용해야 되며, 온도 fluctuation을 2℃ 내외로 하여 형태가 균일하게 해야 됨을 알았으며, 직경이 8 mm인 경우 pulling조건은 pull속도가 1.81mm/min, 회전 속도가 3rpm이 적당하다는 결과를 얻었다. 처음에 pulling을 할 때 "aecking"이 있게 하는 것이 중요하며, 그리고 process에서 원치않은 불순물들을 줄이기 위하여 vacuum Growing process로 고려 할만하다고 생각된다.