JP2019192773A - シリコン単結晶基板の選別方法及びシリコン単結晶基板 - Google Patents
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Abstract
Description
ΔtTail(X)=tTail(X)−[−LT×ln(X/100)]・・・(1)
ΔtTail(X)=tTail(X)−[−LT×ln(X/100)]・・・(1)
ΔtTail(X)=tTail(X)−[−LT×ln(X/100)]・・・(1)
このように算出したΔtTail(X)の値が予め定められた判定値以下である場合に、シリコン単結晶基板が合格であると判定する。
ΔtTail(X)=tTail(X)−[−LT×ln(X/100)]・・・(1)
本発明のシリコン単結晶基板は、式1においてΔtTail(X)の値が2μsec以下となるものである。
FZ法及びMCZ法で製造された複数のシリコン単結晶インゴットの各々から切り出された複数のシリコン単結晶基板を用意した。複数のシリコン単結晶基板のドーパント種、ドーパント濃度、酸素濃度、炭素濃度、窒素濃度、直径、結晶面方位は、以下の通りである。
ドーパント種/濃度:リン/6.1×1013〜5.6×1014atoms/cm3、
酸素濃度:0.1ppma未満〜11.0ppma、
炭素濃度:0.01〜0.07ppma、
窒素濃度:0〜5.0×1015atoms/cm3、
直径:200mm、150mm、
結晶面方位:(100)。
酸素濃度は赤外吸収法により測定し(換算係数:JEIDA)、炭素濃度及び窒素濃度は二次イオン質量分析法(SIMS)により測定した。
実施例では2種類のシリコン単結晶インゴット(インゴット1及び2)から作製したシリコン単結晶基板について、本発明の選別方法に従って、各シリコン単結晶インゴットから作製されたシリコン単結晶基板の合否を判定し、選別を行った。
まず、FZ法により、リン濃度が7×1013atoms/cm3のシリコン単結晶インゴット(インゴット1)を育成した。直径は200mm、結晶軸方位は<100>であった。酸素濃度は0.1ppma未満、炭素濃度は0.01ppmaであった。酸素濃度は赤外吸収法により測定し(換算係数:JEIDA)、炭素濃度は二次イオン質量分析法(SIMS)により測定した。そして、そのシリコン単結晶インゴットから、標準的なウェーハ加工プロセスにより、鏡面研磨仕上げのシリコン単結晶基板を作製した。
まず、FZ法により、リン濃度が8×1013atoms/cm3のシリコン単結晶インゴット(インゴット2)を育成した。直径は200mm、結晶軸方位は<100>であった。酸素濃度は0.2ppma、炭素濃度は0.02ppmaであった。酸素濃度は赤外吸収法により測定し(換算係数:JEIDA)、炭素濃度は二次イオン質量分析法(SIMS)により測定した。そして、そのシリコン単結晶インゴットから、標準的なウェーハ加工プロセスにより、鏡面研磨仕上げのシリコン単結晶基板を作製した。
Claims (4)
- キャリアの再結合ライフタイムを制御するシリコン単結晶基板の選別方法であって、
前記シリコン単結晶基板の候補となるシリコン単結晶基板をシリコン単結晶インゴットから作製して準備する準備工程と、
前記準備したシリコン単結晶基板に粒子線を照射する粒子線照射工程と、
前記粒子線照射工程後の前記シリコン単結晶基板に熱処理を施す回復熱処理工程と、
前記回復熱処理工程後の前記シリコン単結晶基板において、過剰キャリアを注入し、前記過剰キャリアを注入した後の経過時間に対する過剰キャリア濃度の減衰曲線である過剰キャリア減衰曲線を測定する測定工程と、
前記測定した過剰キャリア減衰曲線において、前記過剰キャリア濃度が1/eに減衰するまでの時間LTと、前記過剰キャリア濃度がX%(1≦X≦10)に減衰するまでの時間tTail(X)を求めた後、下記式1を用いて、前記tTail(X)と前記過剰キャリア濃度がX%に減衰するまでの理想的な減衰時間[−LT×ln(X/100)]の差であるΔtTail(X)を算出し、該ΔtTail(X)の値が予め定められた判定値以下である場合に、前記シリコン単結晶基板が合格であると判定する判定工程と、
前記判定により合格と判定されたシリコン単結晶基板を作製した前記シリコン単結晶インゴットと同一のシリコン単結晶インゴットから作製したシリコン単結晶基板を、前記キャリアの再結合ライフタイムを制御するシリコン単結晶基板として選別する選別工程と
を有することを特徴とするシリコン単結晶基板の選別方法。
ΔtTail(X)=tTail(X)−[−LT×ln(X/100)]・・・(1) - 前記測定工程において、前記減衰曲線を測定する方法としてマイクロ波光導電減衰法を用いることを特徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶基板の選別方法。
- 前記判定工程において、過剰キャリア濃度が注入時の前記過剰キャリア濃度のX%(1≦X≦10)に減衰したときの前記ΔtTail(X)の値が2μsec以下である場合に、前記シリコン単結晶基板が合格であると判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシリコン単結晶基板の選別方法。
- キャリアの再結合ライフタイムを制御するシリコン単結晶基板であって、
前記シリコン単結晶基板に対して、粒子線照射と回復熱処理を施した後、過剰キャリアを注入し、前記過剰キャリアを注入した後の経過時間に対する過剰キャリア濃度の減衰曲線である過剰キャリア減衰曲線を測定した場合に、
前記過剰キャリア減衰曲線において、前記過剰キャリア濃度が1/eに減衰するまでの時間LTと、前記過剰キャリア濃度がX%(1≦X≦10)に減衰するまでの時間tTail(X)を求めた後、下記式1を用いて、前記tTail(X)と前記過剰キャリア濃度がX%に減衰するまでの理想的な減衰時間[−LT×ln(X/100)]の差であるΔtTail(X)を算出したときの該ΔtTail(X)の値が2μsec以下となるものであることを特徴とするシリコン単結晶基板。
ΔtTail(X)=tTail(X)−[−LT×ln(X/100)]・・・(1)
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