CN118215991A - 半导体样品的评价方法、半导体样品的评价装置及半导体晶片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种半导体样品的评价方法，包括：通过对评价对象的半导体样品进行利用光电导衰减法的测定来取得衰减曲线；对上述衰减曲线实施利用模型式的信号数据处理，所述模型式包括指数衰减项和常数项；以及根据通过上述信号数据处理而得到的指数衰减的式子，求出上述半导体样品的复合寿命。
Description
相关申请的相互参照
本申请要求2021年11月10日申请的日本特愿2021-183205号的优先权，其全部记载在此特别作为公开而被引用。
技术领域
本发明涉及半导体样品的评价方法、半导体样品的评价装置及半导体晶片的制造方法。
背景技术
光电导衰减(PhotoConductivity Decay)法一般被称为PCD法，被广泛用于半导体样品的评价。
专利文献1：日本特开2019-012740号公报(其全部记载在此特别作为公开而被引用)
专利文献2：日本特开昭58-181549号公报(其全部记载在此特别作为公开而被引用)
非专利文献1：宇佐美晶、曾根福保、村井耕治、佐野贤二、激光研究1984年12卷10号p.585-594(其全部记载在此特别作为公开而被引用)
非专利文献2：宇佐美晶、神立信一、工藤勃士、应用物理1980年49卷12号p.1192-1197(其全部记载在此特别作为公开而被引用)。
发明内容
例如，对于作为半导体样品的一例的硅晶片，利用PCD法的复合寿命的测定方法被标准化(SEMIMF1535.TestMethodsforCarrierRecombinationLifetime in SiliconWafers by Noncontact Measurement of Photoconductivity Decay byMicrowaveReflectance.2007(其全部记载在此特别作为公开而被引用)；以下，记载为“SEMI标准”)。
在上述SEMI标准中，作为求出利用PCD法的复合寿命的方法，记载有一阶模式法和1/e寿命法。在一阶模式法中，在通过利用PCD法的测定而取得的衰减曲线中，将可视为指数衰减的范围内的时间常数设为一阶模式寿命τ1。一阶模式寿命τ1通过体寿命τb和表面复合的寿命τs利用式：1/τ1＝1/τb+1/τs表示。另一方面，在1/e寿命法中，将通过光脉冲在半导体样品中激发过量载流子的时间设为t0时，将信号强度相对于信号强度V的峰值V0变为1/e倍(V1＝V0/e)为止的时间设为t1，1/e寿命τe通过式：τe＝t1-t0表示。
在上述方法中，在过量载流子浓度的衰减由于仅SRH(Shockley-Red-Hall)复合(即，体复合)的贡献而变为指数衰减的形式的假设下，计算复合寿命。但是，例如如专利文献2所记载的那样，在复合寿命(专利文献2中记载为“实效寿命τeff”。)中，除了由评价对象的半导体样品的半导体晶体的纯度、晶体缺陷等决定的体寿命τb之外，表面复合寿命τs也参与其中。例如，在清洁度较高的硅晶片中，SRH复合的贡献相对减弱，从而变得不能忽视表面复合等的贡献。因此，例如对清洁度较高的硅晶片进行PCD测定时，例如在衰减的末期受到表面复合的影响，由此衰减曲线产生变形，因此成为非指数衰减。例如，在这样的情况下，通过在过量载流子浓度的衰减由于仅SRH复合的贡献而变为指数衰减的形式的假设下进行的上述方法，难以正确地进行复合寿命的测定。
关于表面复合，在专利文献1、专利文献2、非专利文献1和非专利文献2中提出了考虑表面复合的评价方法。但是，关于专利文献1中提出的方法，从不适合于由于每1个样本需要2次测定所以复合寿命具有与表面处理的经过时间依赖性的样本的方面、为了解析而数据库的制作是不可缺少的方面来看，缺乏通用性。另外，专利文献2、非专利文献1以及非专利文献2中提出的方法都是将因比一阶模式高阶的模式的影响而在衰减初期产生的与指数衰减的偏离作为表面复合的影响而去除的方法。因此，通过这些方法不能减少或除去衰减末期中的与指数衰减的偏离的影响。
鉴于以上情况，本发明的一个方式提供了用于高精度地评价半导体样品的复合寿命的新的评价方法。
本发明的一个方式涉及一种半导体样品的评价方法(以下，也记载为“评价方法”)，包括：
通过对评价对象的半导体样品进行利用光电导衰减法的测定来取得衰减曲线；对上述衰减曲线实施利用模型式的信号数据处理，所述模型式包括指数衰减项和常数项；以及
根据通过上述信号数据处理而得到的指数衰减的式子，求出上述半导体样品的复合寿命。
在一个方式中，上述评价方法能够还包括：
通过进行上述信号数据处理，消除上述模型式中的常数项，取得上述指数衰减的式子；以及
根据上述指数衰减的式子，求出时间常数τB-1+τS-1。在此，τB是SRH复合寿命，τS是表面复合寿命。
在一个方式中，上述信号数据处理能够包括重复如下的操作：对通过上述模型式模型化的时间序列信号进行采样来取得差分。
在一个方式中，上述评价方法能够还包括：执行自动缩放，所述自动缩放用于决定进行上述采样的采样区域。
在一个方式中，能够通过上述自动缩放，将俄歇复合的影响小且噪声的影响小的区域决定为采样区域。
在一个方式中，上述模型式能够为下述式(1’)。
xi(ti)＝A×exp[-(τB -1+τS -1)ti]-C···(1’)
(式(1’)中，ti：激发光照射后的经过时间，xi(ti)：经过时间ti处的信号强度，τB：SRH复合寿命，τS：表面复合寿命，A、C：常数)
本发明的一个方式涉及一种半导体样品的评价装置(以下，也记载为“评价装置”)，包括：
测定部，通过对评价对象的半导体样品进行利用光电导衰减法的测定来取得衰减曲线；
处理部，对上述衰减曲线实施利用模型式的信号数据处理，所述模型式包括指数衰减项和常数项；以及
复合寿命计算部，根据通过上述信号数据处理而得到的指数衰减的式子，求出上述半导体样品的复合寿命。
在一个方式中，上述处理部能够执行：
通过进行上述信号数据处理，消除上述模型式中的常数项，取得上述指数衰减的式子；以及
根据上述指数衰减的式子，求出时间常数τB -1+τS -1。在此，τB是SRH复合寿命，τS是表面复合寿命。
在一个方式中，上述信号数据处理能够包括重复如下的操作：对通过上述模型式模型化的时间序列信号进行采样来取得差分。
在一个方式中，上述处理部能够执行自动缩放，所述自动缩放用于决定进行上述采样的采样区域。
在一个方式中，上述处理部能够通过上述自动缩放，将俄歇复合的影响小且噪声的影响小的区域决定为采样区域。
在一个方式中，上述模型式能够是先前记载的式(1’)。
本发明的一个方式涉及一种半导体晶片的制造方法，包括：
制造包括多个半导体晶片的半导体晶片批次；
从上述半导体晶片批次中提取至少一个半导体晶片；
通过上述评价方法来评价上述提取的半导体晶片；以及
将与上述评价结果判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片作为产品半导体晶片进行出库用的准备。
本发明的一个方式涉及一种半导体晶片的制造方法，包括：
在测试制造条件下制造评价用半导体晶片；
通过上述半导体样品的评价方法来评价上述制造的评价用半导体晶片；
基于上述评价的结果，将对上述测试制造条件施加了变更的制造条件决定为实际制造条件，或者将上述测试制造条件决定为实际制造条件；以及
在上述决定的实际制造条件下制造半导体晶片。
根据本发明的一个方式，能够提供一种用于高精度地评价半导体样品的复合寿命的新的评价方法。
附图说明
图1是信号数据处理的具体例的说明图。
图2是信号数据处理的具体例的说明图。
图3是信号数据处理的具体例的说明图。
图4是本发明的一个方式的半导体样品的评价方法的一例的说明图。
图5示出本发明的一个方式的半导体样品的评价方法的一例(新方法)与以往方法的对比结果。
图6示出本发明的一个方式的半导体样品的评价方法的一例(新方法)与以往方法的对比结果。
图7示出本发明的一个方式的半导体样品的评价方法的一例(新方法)与以往方法的对比结果。
图8示出了对n型硅晶片(单晶硅晶片)作为表面处理进行了化学钝化处理后进行利用μ-PCD法的测定而得到的衰减曲线。
图9示出了对图8所示的衰减曲线通过一阶模式寿命拟合而得到的拟合曲线和通过1/e寿命拟合而得到的拟合曲线。
具体实施方式
[半导体样品的评价方法]
本发明的一个方式的半导体样品的评价方法包括：通过对评价对象的半导体样品进行利用光电导衰减法的测定来取得衰减曲线；通过包括指数衰减项和常数项的模型式对上述衰减曲线进行拟合由此制作拟合曲线；以及根据上述拟合曲线求出上述半导体样品的复合寿命。
以下，更详细地说明上述评价方法。
<评价对象的半导体样品>
上述评价方法的评价对象只要是半导体样品即可。作为半导体样品，例如能够举出单晶硅、多晶硅、SiC等各种半导体样品。评价对象的半导体样品的形状及尺寸没有特别限定。作为一例，评价对象的半导体样品能够是晶片形状的半导体样品即半导体晶片，例如单晶硅晶片。但是，评价对象的半导体样品也可以是晶片以外的形状。另外，评价对象的半导体样品的导电型也没有特别限定，既可以是n型也可以是p型。
<利用光电导衰减法的测定>
利用光电导衰减法的测定能够通过市售的PCD装置或公知结构的PCD装置来进行。关于上述评价方法中的利用光电导衰减法的测定，能够应用公知技术。作为光电导衰减法的具体例，能够举出微波光电导衰减(μ-PCD)法。但是，上述评价方法中的利用光电导衰减法的测定不限于利用μ-PCD法的测定。例如，当考虑一般的μ-PCD装置的最大载流子注入量时，在评价对象的半导体样品为p型硅的情况下，其电阻率优选为1～100Ωcm左右，在n型硅的情况下，电阻率优选为0.5～100Ωcm左右。
通过上述的利用光电导衰减法的测定，取得衰减曲线。具体而言，衰减曲线是示出信号强度相对于激发光照射后的经过时间的经时变化的曲线。详细而言，“激发光照射后的经过时间”是从激发光照射结束时间点起的经过时间。另外，在例如μ-PCD法中，信号强度是反射微波的强度。在图8中，示出了对n型硅晶片(单晶硅晶片)作为表面处理进行了化学钝化处理后进行利用μ-PCD法的测定而得到的衰减曲线。图8所示的衰减曲线从中期区域到末期区域由于表面复合的影响而变形。图9示出了对图8所示的衰减曲线通过SEMI标准中记载的一阶模式寿命拟合而得到的拟合曲线以及通过SEMI标准中记载的1/e寿命拟合而得到的拟合曲线。图9所示的两个拟合曲线都不适合衰减曲线，特别是从中期区域到末期区域。这是因为，在一阶模式法和1/e寿命法中，在过量载流子浓度的衰减由于仅SRH复合的贡献而变为指数衰减的形式的假设下进行拟合。
与此相对，在上述评价方法中，如下详述，通过对衰减曲线实施信号数据处理，从而能够高精度地求出复合寿命。
<对衰减曲线的信号数据处理>
在上述评价方法中，使用包括指数衰减项和常数项的模型式来进行对衰减曲线的信号数据处理。本发明人认为，发生表面复合时的衰减曲线用包括指数衰减项和常数项的式子、优选从指数衰减项减去常数项的式子来表示是适当的。通过对这样的式子进行消除常数项的信号数据处理，只剩下指数衰减项。即，得到指数衰减的式子。通过使用该指数衰减的式子，能够将复合寿命的值求出为包括SRH复合和表面复合的影响的值。由此，能够高精度地求出评价对象的半导体样品的复合寿命。以下，更详细地说明这样的信号数据处理。
当将过量载流子浓度设为x[1/cm3]作为时间的函数x(t)时，函数x(t)能够近似地用下式(1)表示。
x(t)＝A×exp[-(τB -1+τS -1)t]-C···(1)
式(1)中，τB表示SRH复合寿命，单位例如为μsec，τS表示表面复合寿命，单位例如为μsec。A和C各自独立地表示常数[1/cm3]，优选地表示正的常数。A和C是根据τB -1+τS -1确定的常数。上述式(1)是在SRH复合和基于表面能级的表面复合两者对复合寿命作出贡献的情况下，将过量载流子浓度作为时间的函数x(t)，在过量载流子浓度大于平衡状态的载流子浓度的条件下优选的函数。
作为用于进行基于式(1)的信号数据处理的模型式，能够举出下述式(1’)。
xi(ti)＝A×exp[-(τB -1+τS -1)ti]-C···(1')
式(1’)中，ti是激发光照射后的经过时间，xi(ti)是经过时间ti处的信号强度，单位例如为mV，τB是SRH复合寿命，τS是表面复合寿命，A和C各自独立地是常数，单位例如是mV。上述模型式(1’)是包括指数衰减项和常数项、具体而言从指数衰减项“A×exp[-(τB -1+τS -1)ti]”减去常数项“C”的式子。式(1’)是上述模型式的一例。例如，当对式(1’)那样的包括常数项的模型式进行用于消除常数项的信号数据处理时，只剩下指数衰减项，因此通过指数衰减近似法，能够求出时间常数τB -1+τS -1(表面复合寿命的倒数与SRH复合寿命的倒数的相加)。能够采用这样求出的τB -1+τS -1的倒数作为评价对象的半导体样品的复合寿命的值。作为指数衰减近似法，能够使用一阶寿命法、1/e寿命法等一般的指数衰减近似法。
以下，以上述模型式为式(1’)的情况为例，说明信号数据处理的具体例。但是，以下记载的信号数据处理是例示，本发明并不限定于这样的例示。
信号数据处理能够包括重复如下的操作：在通过利用光电导衰减法的测定而取得的衰减曲线中决定采样区域，在该采样区域中，对由上述模型式模型化的时间序列信号(详细而言，衰减曲线上的测定点)进行采样来取得差分。采样区域的决定例如能够通过自动缩放来进行，作为具体例能够举出以下的方法。例如，根据以下方法，能够将俄歇复合的影响小且噪声的影响小的区域决定为采样区域。即，在通过利用光电导衰减法的测定而取得的衰减曲线中，排除俄歇复合的影响大的信号强度高的区域和噪声的影响大的信号强度低的区域，由此，能够将SRH复合和表面复合的影响强的区域作为采样区域。
首先，作为采样区域的开始点，设定任意的信号强度(例如峰值的60％)的位置，执行一次信号数据处理。对于通过信号数据处理而得到的计算结果，计算R2值、残差平方和等能够成为针对指数衰减的适合程度的指标的值。根据这样的指标的计算值是否满足预先设定的阈值，来评价针对指数衰减的适合程度。在上述计算值满足预先设定的阈值(作为一例，R2≥0.99)的情况下，能够将上述设定的采样区域的开始点决定为执行信号数据处理时的采样区域的开始点。在上述计算值不满足预先设定的阈值(作为一例，R2≥0.99)的情况下，使采样区域的开始点向信号强度低的一侧偏移，执行重新计算。重新计算能够执行一次或两次以上，在重新计算中的评价结果满足了预先设定的阈值的情况下，能够将该重新计算中的开始点决定为采样区域的开始点。
采样区域的结束点能够为SN比(Signal-to-Noise Ratio)处于预先设定的阈值以下的位置。SN比例如能够通过以下式子计算。上述SN比的阈值例如能够为5dB以下，优选将信号的SN比为0dB的位置、即噪声和信号相同程度的位置决定为结束点。
SN比[dB]＝20log10[(任意时间处的信号的色散)/(平衡状态下的噪声的色散)]
图1～图3是信号数据处理的具体例的说明图。信号数据处理例如能够将采样点数设为3N点，如下那样进行。在此，N是任意的整数，例如能够是2以上。另外，例如如果将信号数据的全部点数设为1000，则N能够为333以下。即，例如如果将信号数据的全部点数设为T，则N能够是“T×1/3”以下的整数。首先，以开始点(第1点)为基准，计算第1点～第N点的平均A1和第N+1点～第2N点的平均B1(参照图1)。
A1＝{x(t1)+x(t2)+…+x(tN)}/N
B1＝{x(tN+1)+x(tN+2)+…+x(t2N)}/N
将A1减去B1后的值设为Y(t1)。
Y(t1)＝A1-B1
接着，以第2点为基准，计算第2点～第N+1点的平均A2和第N+2点～第2N+1点的平均B2(参照图2)。
A2＝{x(t2)+x(t3)+…+×(tN+1)}/N
B2＝{x(tN+2)+x(tN+3)+…+x(t2N+1)}/N
将A2减去B2后的值设为Y(t2)。
Y(t2)＝A2-B2
继续同样的计算，最终计算第N+1点～第2N点的平均AN+1和第2N+1点～第3N点的平均BN+1(参照图3)。
AN+1＝{x(tN+1)+x(tN+2)+…+x(t2N)}/N
BN+1＝{x(t2N+1)+x(t2N+2)+…+x(t3N)}/N
将AN+1减去BN+1后的值设为Y(tN+1)。
Y(tN+1)＝AN+1-BN+1
关于继续上述计算而得到的时间序列信号数据列，消除式(1’)中的常数项，成为以下的指数衰减的式(2)。通过对该式(2)应用一般的指数衰减近似法，能够求出时间常数τB -1+τS -1。能够采用这样求出的“τB -1+τS -1”作为评价对象的半导体样品的复合寿命的值。作为上述指数衰减近似法，例如能够举出一阶模式法、1/e寿命法等。
Y(t)＝A’×exp[-(τB -1+τS -1)t]···(2)
(A’：任意常数)
<评价方法的具体方式>
图4是本发明的一个方式的半导体样品的评价方法的一例的说明图。
图4左图所示的衰减曲线与图8所示的衰减曲线相同，是对n型硅晶片(单晶硅晶片，电阻率：10Ωcm)作为表面处理进行化学钝化处理后进行利用μ-PCD法的测定而得到的衰减曲线。在此的μ-PCD的最大载流子注入量约为1E17/cm3。另外，“E17”示出“×1017”。
对于图4左图所示的衰减曲线，使用式(1’)作为模型式，如参照图1～图3之前说明的那样，将采样点数设为3N点，进行了信号数据处理。采样区域的开始点通过阈值为“R2≥0.99”先前记载的方法而决定。如上所述，采样区域的结束点是SN比为0dB的位置。
通过进行上述信号数据处理，消除式(1’)的常数项，得到了仅由指数衰减项构成的式(2)的一阶式的直线(图4右图中的实线)。对于该一阶式，通过应用一阶模式法，求出时间常数τB -1+τS -1，作为该时间常数τB -1+τS -1的倒数而求出的复合寿命(表1中，实施例1)是表1所示的值。
对于图4左图所示的衰减曲线，表1也一并示出了分别应用SEMI标准中记载的一阶模式法和SEMI标准中记载的1/e法而求出的复合寿命。
[表1]
| 一阶模式法 | 3453.1μsec |
| 1/e寿命法 | 3510.5μsec |
| 实施例1 | 6323.3μsec |
从表1所示的结果能够确认，在以往方法的一阶模式法和1/e寿命法中，与实施例1相比，复合寿命的值被低估了60％左右。
接着，通过以下方法确认了式(1)的函数是接近实测衰减的时间的函数。首先，为了决定式(1)中的剩余的未定参数常数A、C，如下那样进行了拟合。当使用上述实施例中求出的时间常数τB -1+τS -1时，式(1)相对于exp[-(τB -1+τS -1)t]成为直线式的形式。即，在由自动缩放决定的采样区域中，衰减曲线如图5左图那样能够相对于exp[-(τB -1+τS -1)t]直线近似，能够得到常数A和C作为其斜率和截距。
当使用这样求出的时间常数τB -1+τS -1及常数A、C来应用式(1)时，如图5右图所示，与通过一阶模式法或1/e寿命法进行了拟合的情况(图5右图中，一阶模式寿命拟合、1/e寿命拟合)相比，得到了在衰减曲线的宽范围内适合的拟合曲线(图5右图中，新方法拟合)。
根据以上的结果，能够确认式(1)的函数是接近实测衰减的时间的函数。
图6及图7示出了本发明的一个方式的半导体样品的评价方法的一例(新方法)与以往方法的对比结果。
在图6左图中，针对通过与上述实施例1同样的方法得到7000μsec左右的复合寿命值的多个n型硅晶片，示出了通过与实施例1同样的方法求出的复合寿命值(图6中，新方法)和通过作为以往方法的一阶模式法得到的复合寿命值(图6中，“以往方法”)。图6右图示出了图6左图所示的测定结果的CV值(标准偏差/算术平均×100，单位：％)。从图6所示的结果能够确认，在新方法中，与以往方法相比，抑制了复合寿命值的偏差。
在图7中，对于在图6中的以往方法中，正方向的差最大的样本①和负方向的差最大的样本②，示出了对通过利用μ-PCD法的测定而得到的衰减曲线如前所述通过式(1)进行拟合而得到的拟合曲线、以及通过作为以往方法的一阶模式法进行拟合而得到的拟合曲线。图7中还示出了通过新方法和以往方法而求出的各样本的复合寿命值。从图7所示的结果也能够确认，式(1)的函数是接近实测衰减的时间的函数。
[半导体样品的评价装置]
本发明的一个方式涉及一种半导体样品的评价装置，包括：
测定部，通过对评价对象的半导体样品进行利用光电导衰减法的测定来取得衰减曲线；
处理部，对上述衰减曲线实施利用模型式的信号数据处理，所述模型式包括指数衰减项和常数项；以及
复合寿命计算部，根据通过上述信号数据处理而得到的指数衰减的式子，求出上述半导体样品的复合寿命。
上述评价装置能够用于实施本发明的一个方式的半导体样品的评价方法。上述模型式例如能够是之前记载的式(1’)。
为了实施本发明的一个方式的半导体样品的评价方法，上述评价装置的上述处理部通过进行信号数据处理，消除上述模型式中的常数项，取得上述指数衰减的式子，根据上述指数衰减的式子，求出时间常数τB -1+τS -1。上述处理部能够使用公知的解析程序来构成。另外，上述复合寿命计算部也能够使用公知的解析程序来构成。
另外，上述信号数据处理能够包括重复如下的操作：对通过上述模型式而模型化的时间序列信号进行采样来取得差分。
进而，上述处理部能够执行用于决定进行上述采样的采样区域的自动缩放。上述处理部能够通过上述自动缩放，将复合的影响小且噪声的影响小的区域决定为采样区域。这样的自动缩放如之前记载的那样。
在一个方式中，在上述评价装置中，具有进行利用PCD法的测定的测定部的PCD测定装置能够还具备上述处理部和/或上述计算部。另外，在另一个方式中，与具有进行利用PCD法的测定的测定部的PCD测定装置不同的一个或多个计算机能够具备上述处理部和/或上述计算部，在这样的计算机与PCD测定装置之间或进一步在与多个计算机之间，通过有线通信或无线通信收发测定结果、处理结果、计算结果等各种信息。既可以是一个计算机具备上述处理部和上述计算部，也可以是不同的计算机分别具备上述处理部和上述计算部。
[半导体晶片的制造方法]
本发明的一个方式涉及一种半导体晶片的制造方法(以下也记载为“制造方法1”)，包括：
制造包括多个半导体晶片的半导体晶片批次；
从上述半导体晶片批次中提取至少一个半导体晶片；
通过上述评价方法来评价上述提取的半导体晶片；以及
将与上述评价结果判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片作为产品半导体晶片进行出库用的准备。
另外，本发明的一个方式涉及一种半导体晶片的制造方法(以下也记载为“制造方法2”)，包括：
在测试制造条件下制造评价用半导体晶片；
通过上述半导体样品的评价方法来评价上述制造的评价用半导体晶片；
基于上述评价的结果，将对上述测试制造条件施加了变更的制造条件决定为实际制造条件，或者将上述测试制造条件决定为实际制造条件；以及
在上述决定的实际制造条件下制造半导体晶片。
在制造方法1中，将与进行所谓的抽取检查的结果判定为合格品的半导体晶片相同批次的半导体晶片作为产品半导体晶片进行出库用的准备。另一方面，在制造方法2中，对在测试制造条件下制造的半导体晶片进行评价，基于该评价结果来决定实际制造条件。在制造方法1和制造方法2中，半导体晶片的评价都是通过之前说明的本发明的一个方式的评价方法进行的。
在制造方法1中，半导体晶片批次的制造能够与一般的半导体晶片的制造方法同样地进行。例如，作为半导体晶片的一个方式的硅晶片的一例，能够举出抛光晶片。抛光晶片能够通过包括从通过提拉法(CZ法)等培育的硅单晶锭的硅晶片的切割(切片)、倒角加工、粗研磨(例如研磨)、蚀刻、镜面研磨(精研磨)、以及在上述加工工序间或加工工序后进行的清洗的制造工序来制造。另外，退火晶片能够通过对如上述那样制造的抛光晶片实施热处理(详细而言，退火处理)来制造。外延晶片能够通过在如上述那样制造的抛光晶片的表面使外延层气相生长(外延生长)来制造。
包括在半导体晶片批次中的半导体晶片的总数没有特别限定。从所制造的半导体晶片批次中抽出、进行所谓的抽取检查的半导体晶片的数量至少为1个，也可以为2个以上，其数量没有特别限定。
从半导体晶片批次提取的半导体晶片通过本发明的一个方式的评价方法进行评价。能够将通过这样的评价求出的复合寿命值作为指标，进行被评价的半导体晶片的好坏判定。例如，金属污染量越多，通过PCD法测定的复合寿命越短。因此，能够基于通过PCD法测定的复合寿命的值，来评价半导体晶片的金属污染的有无和/或金属污染的程度。因此，例如能够将复合寿命的值为规定的阈值以上或超过阈值作为合格品的判定基准。这样的阈值根据对产品晶片要求的质量来设定即可。能够将与判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片作为产品半导体晶片进行出库用的准备(例如包装等)。
关于制造方法2，作为测试制造条件和实际制造条件，能够举出用于制造半导体晶片的各种工序中的各种条件。关于用于制造半导体晶片的各种工序，如之前针对制造方法1所记载的那样。另外，“实际制造条件”是指产品半导体晶片的制造条件。
在制造方法2中，作为用于决定实际制造条件的前期阶段，设定测试制造条件，在该测试制造条件下制造评价用半导体晶片。所制造的半导体晶片通过本发明的一个方式的评价方法进行评价。能够将通过这样的评价求出的复合寿命值作为指标，判定测试制造条件是能够作为实际制造条件采用的条件，还是应该采用对测试制造条件施加了变更的制造条件作为实际制造条件。例如，从与先前关于制造方法1先前记载的观点相同的观点出发，能够将所求出的复合寿命的值为规定的阈值以上或超过阈值作为测试制造条件是否为能够被采用为实际制造条件的条件的判定基准。作为判定的结果是施加变更的制造条件，例如能够举出能够带来金属污染的制造条件。作为一例，能够举出使用的热处理炉的改建(例如部件的更换、部件的清洗、炉内的清洗等)。
关于制造方法1和制造方法2的其他细节，能够应用与半导体晶片的制造方法相关的公知技术。根据制造方法1和制造方法2，能够向市场稳定供应例如金属污染少的产品半导体晶片。
本发明的一个方式在各种半导体晶片的技术领域中是有用的。
Claims (14)
1.一种半导体样品的评价方法，其中，包括：
通过对评价对象的半导体样品进行利用光电导衰减法的测定来取得衰减曲线；
对所述衰减曲线实施利用模型式的信号数据处理，所述模型式包括指数衰减项和常数项；以及
根据通过所述信号数据处理而得到的指数衰减的式子，求出所述半导体样品的复合寿命。
2.根据权利要求1所述的半导体样品的评价方法，其中，还包括：
通过进行所述信号数据处理，消除所述模型式中的常数项，取得所述指数衰减的式子；以及
根据所述指数衰减的式子，求出时间常数τB -1+τS -1，
τB是SRH复合寿命，τS是表面复合寿命。
3.根据权利要求2所述的半导体样品的评价方法，其中，所述信号数据处理包括重复如下的操作：对通过所述模型式模型化的时间序列信号进行采样来取得差分。
4.根据权利要求3所述的半导体样品的评价方法，其中，还包括：执行自动缩放，所述自动缩放用于决定进行所述采样的采样区域。
5.根据权利要求4所述的半导体样品的评价方法，其中，通过所述自动缩放，将俄歇复合的影响小且噪声的影响小的区域决定为采样区域。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体样品的评价方法，其中，所述模型式为下述式(1’)：
xi(ti)＝A×exp[-(τB -1+τS -1)ti]-C···(1’)
式(1’)中，ti：激发光照射后的经过时间，xi(ti)：经过时间ti处的信号强度，τB：SRH复合寿命，τS：表面复合寿命，A、C：常数。
7.一种半导体样品的评价装置，其中，包括：
测定部，通过对评价对象的半导体样品进行利用光电导衰减法的测定来取得衰减曲线；
处理部，对所述衰减曲线实施利用模型式的信号数据处理，所述模型式包括指数衰减项和常数项；以及
复合寿命计算部，根据通过所述信号数据处理而得到的指数衰减的式子，求出所述半导体样品的复合寿命。
8.根据权利要求7所述的半导体样品的评价装置，其中，所述处理部执行：
通过进行信号数据处理，消除所述模型式中的常数项，取得所述指数衰减的式子；以及
根据所述指数衰减的式子，求出时间常数τB-1+τs-1，
τB是SRH复合寿命，TS是表面复合寿命。
9.根据权利要求8所述的半导体样品的评价装置，其中，所述信号数据处理包括重复如下的操作：对通过所述模型式模型化的时间序列信号进行采样来取得差分。
10.根据权利要求9所述的半导体样品的评价装置，其中，所述处理部执行自动缩放，所述自动缩放用于决定进行所述采样的采样区域。
11.根据权利要求10所述的半导体样品的评价装置，其中，所述处理部通过所述自动缩放，将复合的影响小且噪声的影响小的区域决定为采样区域。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的半导体样品的评价装置，其中，所述模型式为下述式(1’)：
xi(ti)＝A×exp[-(τB -1+τS -1)ti]-C···(1’)
式(1’)中，ti：激发光照射后的经过时间，xi(ti)：经过时间ti处的信号强度，τB：SRH复合寿命，τS：表面复合寿命，A、C：常数。
13.一种半导体晶片的制造方法，其中，包括：
制造包括多个半导体晶片的半导体晶片批次；
从所述半导体晶片批次中提取至少一个半导体晶片；
通过根据权利要求1～6中任一项所述的评价方法来评价所述提取的半导体晶片；以及
将与所述评价结果判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片作为产品半导体晶片进行出库用的准备。
14.一种半导体晶片的制造方法，其中，包括：
在测试制造条件下制造评价用半导体晶片；
通过根据权利要求1～6中任一项所述的半导体样品的评价方法来评价所述制造的评价用半导体晶片；
基于所述评价的结果，将对所述测试制造条件施加了变更的制造条件决定为实际制造条件，或者将所述测试制造条件决定为实际制造条件；以及
在所述决定的实际制造条件下制造半导体晶片。
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