【手続補正書】
【提出日】平成22年5月14日(2010.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンインゴットの成長方法であって、前記インゴットが、中心軸と、シードコーンと、前記シードコーンの反対端と、前記シードコーンおよび前記反対端の間にある直径一定部分とを有しており、前記直径一定部分は側表面を有し、前記中心軸から前記側表面の方へ半径（Ｒ）が延び、公称直径が少なくとも約１５０ｍｍであり、前記インゴットがチョクラルスキー法に従って溶融シリコンから成長させられた後に、凝固温度から冷却され、
前記インゴットの直径一定部分の少なくとも１つのセグメントが、凝固温度から約１２００℃の温度範囲で、成長する間、（ｉ）成長速度ｖと、（ｉｉ）平均軸方向温度勾配Ｇとを、前記セグメント内の固定された所定の軸方向位置におけるｖ／Ｇ比の半径方向の変化が、中心軸から側表面に向って測定して、約０．７５Ｒの範囲でのｖ／Ｇ臨界値に対して、約±３０%未満となるように制御すること、ならびに
前記セグメントを凝固温度から少なくとも約７５０℃に冷却し、前記冷却の間、（ｉ）凝固温度から少なくとも約１２５０℃までの間では、少なくとも約２．５℃／分の速度で前記セグメントを冷却し、（ｉｉ）約１２５０℃未満と約１０００℃との間の温度範囲では、約０．３℃／分と約０．０２５℃／分との間の速度で前記セグメントを冷却するように、前記セグメントの冷却速度を制御することを含む、単結晶シリコンインゴットの成長方法。
【請求項２】
Ｇが、式：
2009537442.tif 000001
により定義されるＧｃｏｒｒｅｃｔｅｄであって、式中、Ｔは前記セグメント内の半径方向の固定された位置ｒにおける温度、ｍはメルト／固体界面における成長条件、ｚは前記半径方向位置の前記メルト／固体界面からの軸方向距離、ｆはＴとＴｃｏｒｒｅｃｔｅｄとの間の統計的に許容される一致を意味する関数である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｇが式：
2009537442.tif 000002
により定義されるＧｅｆｆｅｃｔｉｖｅであって、Ｇｃｏｒｒｅｃｔｅｄが式：
2009537442.tif 000003
により定義され、式中、Ｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅは平坦なプロファイルからの界面形状の逸脱を考慮したＧｃｏｒｒｅｃｔｅｄへの修正を表し、Ｔはセグメント内の半径方向の固定された位置ｒにおける温度、ｍはメルト／固体界面における成長条件、ｚは前記半径方向位置の前記メルト／固体界面からの軸方向距離、ｆはＴとＴｃｏｒｒｅｃｔｅｄとの間の統計的に許容される一致を意味する関数、下付文字ｘは臨界条件、ｆｌａｔは平坦な界面、ｉｆａｃｅは全ての非平坦界面をそれぞれ表す、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記インゴットの前記直径一定部分が約２００ｍｍの公称直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
冷却に際し、前記セグメントが（ｉ）約１Ｒ以下の測定可能な半径方向の幅と、（ｉｉ）前記中心軸に沿って測定される前記インゴット直径一定部分の長さに対して少なくとも約１０%の長さとを有する軸対称領域を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記軸対称領域が凝集真性点欠陥を実質的に含まない、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
シリコン格子空孔が前記軸対称領域内の優勢的な真性点欠陥である、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記軸対称領域が、検出可能な凝集空孔欠陥および／または酸素クラスターをその内部にさらに含み、ボイドが約３０ｎｍ未満の平均半径を有し、前記酸素クラスターが約１０ｎｍ未満の平均半径を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
シリコン自己格子間原子が前記軸対称領域内の優勢的な真性点欠陥である、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記セグメントがＢ−欠陥をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記軸対称領域が、インゴットの中心軸から半径方向外側へ側表面に向って約０．９５Ｒ未満の半径方向幅で延びる、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記ウエハが、側表面付近から前記軸対称領域に向い半径方向内側へ延びる第１環状リングをさらに有し、
前記第１環状リングが、優勢的な真性点欠陥としてシリコン格子空孔を含み、
さらに前記第１環状リングが、平均半径約３０ｎｍ未満の凝集空孔欠陥および／または平均半径約１０ｎｍ未満の酸素クラスターを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記軸対称領域が第２環状リングを形成しており、前記第２環状リングは、シリコン格子空孔を優勢的な真性点欠陥として含み、平均半径が約３０ｎｍ未満のボイドおよび／または平均半径が約１０ｎｍ未満の酸素クラスターを場合により含む、軸対称なコアを包囲する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記軸対称領域が第２環状リングを形成しており、該第２環状リングが、優勢的な真性点欠陥としてシリコン自己格子間原子を含み、場合によりＢ−欠陥を含む軸対称なコアを包囲する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１環状リングが半径方向の幅を有し、該幅が、側表面付近から半径方向へ中心軸に向って測定した際、約０．２５Ｒ未満である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
凝固温度から少なくとも約１２５０℃の温度までの前記冷却速度の制御を、約２．５℃／分と約３．５℃／分との間の速度で前記セグメントを冷却するように行う請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法が約１０００℃と約７５０℃との間における前記セグメントの冷却速度の制御を、前記セグメントが少なくとも約０．２５℃／分の速度で冷却されるように行うことを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ｖ／Ｇ比の半径方向の変化が、ｖ／Ｇ臨界値に対して約±５%未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記セグメント内の軸方向位置におけるＧの変化が、ほぼ中心軸から約０．７５Ｒまでの半径内において約５%未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記セグメント内の軸方向位置におけるＧ０が、約０．７５Ｒからほぼ側表面までの半径内で少なくとも５%増加する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記セグメントの冷却速度の制御を、（ｉ）凝固温度から少なくとも約１２５０℃までの間では、少なくとも約２．５℃／分の平均速度で前記セグメントを冷却し、（ｉｉ）約１２５０℃未満と約１０００℃との間の温度では、約０．３℃／分と約０．０２５℃／分の間の平均速度で前記セグメントを冷却するように行う、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
単結晶シリコンインゴットの成長方法であって、前記インゴットが、中心軸と、シードコーンと、前記シードコーンの反対端と、前記シードコーンおよび前記反対端の間にある直径一定部分とを有しており、前記直径一定部分は側表面を有し、前記中心軸から前記側表面の方へ半径（Ｒ）が延び、公称直径が少なくとも約１５０ｍｍであり、前記インゴットがチョクラルスキー法に従って溶融シリコンから成長させられた後に、凝固温度から冷却され、
前記インゴットの直径一定部分の少なくとも１つのセグメントが凝固温度から約１２００℃の温度範囲にわたって成長する間、（ｉ）成長速度ｖと、（ｉｉ）修正された平均軸方向温度勾配Ｇｃｏｒｒｅｃｔｅｄ（ここでＧｃｏｒｒｅｃｔｅｄは式：
2009537442.tif 000004
により定義され、式中、Ｔは前記セグメント内のいずれかの固定された半径方向の位置ｒにおける温度、ｍはメルト／固体界面における成長条件、ｚは前記半径方向位置の前記メルト／固体界面からの軸方向距離、関数ｆはＴとＴｃｏｒｒｅｃｔｅｄとの間の統計的に許容される一致を意味する関数である）
との制御を、前記セグメント内の所定の軸方向位置におけるｖ／Ｇｃｏｒｒｅｃｔｅｄ比の半径方向の変化が、ｖ／Ｇｃｏｒｒｅｃｔｅｄ臨界値に対して、約±３０%未満となるように行うこと、ならびに
前記セグメントを凝固温度から約７５０℃まで冷却することを含む、単結晶シリコンインゴットの成長方法。
【請求項２３】
単結晶シリコンインゴットを、インゴットと溶融シリコンとの間のメルト／固体界面がフラットではない溶融シリコンから成長させる方法であって、前記インゴットが、中心軸と、シードコーンと、前記シードコーンの反対端と、前記シードコーンおよび前記反対端の間にある直径一定部分とを有しており、前記直径一定部分は側表面を有し、前記中心軸から前記側表面の方へ半径（Ｒ）が延び、公称直径が少なくとも約１５０ｍｍで、前記インゴットがチョクラルスキー法に従って溶融シリコンから成長させられた後に、凝固温度から冷却され、
前記インゴットの直径一定部分の少なくとも１つのセグメントが、凝固温度から約１２００℃の温度範囲で、成長する間、（ｉ）成長速度ｖと、（ｉｉ）有効平均軸方向温度勾配Ｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅ（ここで、Ｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅは、式：
2009537442.tif 000005
により定義され、さらにＧｃｏｒｒｅｃｔｅｄは、式：
2009537442.tif 000006
により定義され、式中、Ｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅは平坦なプロファイルからの界面形状の逸脱を考慮したＧｃｏｒｒｅｃｔｅｄへの修正を表し、Ｔはセグメント内の半径方向の固定された位置ｒにおける温度、ｍはメルト／固体界面における成長条件、ｚは前記所定の半径方向位置の前記メルト／固体界面からの軸方向距離、ｆはＴとＴｃｏｒｒｅｃｔｅｄとの間の統計的に許容される一致を意味する関数であり、下付文字ｘは臨界条件、ｆｌａｔは平坦な界面、ｉｆａｃｅは全ての非平坦界面をそれぞれ意味する。）
との制御を、前記セグメント内の所定の軸方向位置におけるｖ／Ｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅ比の半径方向変化が、ｖ／Ｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅ臨界値に対して、約±３０%未満となるように行うこと、ならびに
前記セグメントを凝固温度から約７５０℃まで冷却することを含む方法。
【請求項２４】
少なくとも約１５０ｍｍの直径と、中心軸と、前記軸に一般に直角な前表面および後表面と、外周エッジと、前記中心軸からウエハの外周エッジに延びる半径（Ｒ）とを有する単結晶シリコンウエハであって、
前記ウエハが、前記ウエハのほぼ外周エッジから前記中心軸に向って半径方向内側へ延びる環状リングを有しており、
前記リングが、（ｉ）優勢的な真性点欠陥としてシリコン格子空孔を有すること、
（ｉｉ）検出可能な凝集空孔欠陥および／または酸素クラスターを有し、前記凝集空孔欠陥の平均半径が約３０ｎｍ未満であり、前記酸素クラスターの平均半径が約１０ｎｍ未満であること、および（ｉｉｉ）少なくとも約０．０５Rの半径方向の平均幅を有する、単結晶シリコンウエハ。
【請求項２５】
前記環状リングが、前記ウエハの外周エッジから前記ウエハのほぼ中心軸に延びる、請求項２４に記載のウエハ。
【請求項２６】
前記ウエハの直径が約２００ｍｍである、請求項２４に記載のウエハ。
【請求項２７】
前記ウエハが検出可能な凝集空孔欠陥と、検出可能な酸素クラスターとの両者を含む、請求項２４に記載のウエハ。
【請求項２８】
前記ウエハが約３００ｍｍの直径を有する、請求項２４に記載のウエハ。
【請求項２９】
前記ウエハが約３００ｍｍより大きな直径を有する、請求項２４に記載のウエハ。
【請求項３０】
前記環状リングが、優勢的な真性点欠陥としてシリコン格子空孔を有する軸対称領域を囲む第１環状リングであって、前記領域が約０．９５Ｒ未満の測定可能な半径方向幅を有する、請求項２４、２６、２８及び２９のいずれかに記載のウエハ。
【請求項３１】
前記軸対称領域が凝集空孔欠陥および／または酸素クラスターを有し、前記凝集空孔欠陥の平均半径が約３０ｎｍ未満であり、前記酸素クラスターの平均半径が約１０ｎｍ未満である、請求項３０に記載のウエハ。
【請求項３２】
前記軸対称領域が、優勢的な真性点欠陥としてシリコン自己格子間原子を含み、場合によりＢ−欠陥を含む、請求項３０に記載のウエハ。
【請求項３３】
前記軸対称領域が凝集真性点欠陥を実質的に含まない、請求項３２に記載のウエハ。
【請求項３４】
前記軸対称領域が軸対称なコアをさらに囲む第２環状リングであって、前記軸対称なコアは中心軸から前記第２環状リングに向かって半径方向外側へ延び、さらに前記軸対称なコアが優勢的な真性点欠陥としてシリコン格子空孔を有する、請求項３０に記載のウエハ。
【請求項３５】
前記凝集空孔欠陥の平均半径方向幅が約５ｎｍから約２５ｎｍであり、さらに前記酸素クラスターの平均半径方向幅が約２ｎｍから約８ｎｍである、請求項２７に記載のウエハ。
【請求項３６】
前記環状リングが軸対称領域を囲み、該軸対称領域は、ミクロ欠陥を実質的に含まないかまたは、約３０ｎｍ未満の平均半径を有するボイド、約１０ｎｍ未満の平均半径を有する酸素クラスターおよび／またはＢ−欠陥のパターンもしくは１またはそれ以上の追加的なリングを有する、請求項２７に記載のウエハ。