JP2022020972A - シリコンウエーハ中の酸素の拡散係数の算出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、サンプルとして、抵抗率0.0010~0.87Ω・cm、酸素濃度4×1017~1×1018atoms/cm3の中から、合計15水準のPドープ基板を用意した。これらのサンプルに対して拡散係数の温度依存性から拡散頻度因子と拡散活性化エネルギーを求めるために、それぞれ異なるドープ濃度ごとに600、650、700℃/96hの熱処理を施し、SIMSで酸素の外方拡散プロファイルを測定した。その後、得られた外方拡散プロファイルを(1)式でフィッティングすることで、上記15水準のPドープ基板のそれぞれの熱処理温度に対応する拡散係数を求めた。
抵抗率が0.0084Ω・cm(P濃度が6.0×1018atoms/cm3、酸素濃度が9.4×1017atoms/cm3)のサンプルに600℃/96hの熱処理を施した。その後、SIMSで外方拡散プロファイルを測定し、(1)式を用いて計算した外方拡散プロファイルと比較した。その際に用いた拡散係数は、格子間酸素の拡散係数を示した非特許文献1での値(比較例1)と、O2ダイマーでの拡散係数を示した非特許文献2での値(比較例2)である。比較例1において、非特許文献1における拡散係数は、D(cm2/s)=0.13×exp(-2.53eV/kT)(k:ボルツマン定数、T:温度)から求めて、具体的には3.2×10-16cm2/sとした。また、比較例2において、非特許文献2における拡散係数は文献に記載のある8種類のサンプルの実験値の平均として、具体的には、1.3×10-14cm2/sとした。
Claims (5)
- シリコンウエーハ中の酸素の拡散係数の算出方法であって、
予め、ドープ濃度がそれぞれ異なる複数のシリコンウエーハを準備し、前記シリコンウエーハをそれぞれ異なるドープ濃度ごとに異なる温度で熱処理した後、前記シリコンウエーハの酸素の外方拡散プロファイルを測定し、前記外方拡散プロファイルを下記の式(1)でフィッティングして、それぞれのドープ濃度及び熱処理温度におけるシリコンウエーハ中の酸素の拡散係数を求める工程と、
前記酸素の拡散係数を求める工程において求めた前記酸素の拡散係数の温度依存性から、拡散活性化エネルギー及び拡散頻度因子を求め、前記拡散活性化エネルギー及び拡散頻度因子と前記ドープ濃度の相関関係を求める工程と、
前記拡散活性化エネルギー及び拡散頻度因子とドープ濃度の相関関係を用いて、所望のドープ濃度のときの拡散活性化エネルギー及び拡散頻度因子の値を決定し、下記の式(2)に前記決定した拡散活性化エネルギー及び拡散頻度因子の値を代入することによりシリコンウエーハ中の酸素の拡散係数を算出する工程とを有することを特徴とする酸素の拡散係数の算出方法。
- 前記シリコンウエーハの酸素濃度を4×1017~1×1018atoms/cm2とすることを特徴とする請求項1に記載の酸素の拡散係数の算出方法。
- 前記熱処理を400~700℃で行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の酸素の拡散係数の算出方法。
- 前記シリコンウエーハとしてPドープのn型シリコンウエーハを用いることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の酸素の拡散係数の算出方法。
- 前記Pドープのn型シリコンウエーハとして抵抗率が0.001~1Ω・cmのものを用いることを特徴とする請求項4に記載の酸素の拡散係数の算出方法。
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