JP5524894B2 - 多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 - Google Patents
多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5524894B2 JP5524894B2 JP2011082983A JP2011082983A JP5524894B2 JP 5524894 B2 JP5524894 B2 JP 5524894B2 JP 2011082983 A JP2011082983 A JP 2011082983A JP 2011082983 A JP2011082983 A JP 2011082983A JP 5524894 B2 JP5524894 B2 JP 5524894B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polycrystalline silicon
- plate
- carbon concentration
- thickness
- calibration curve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 103
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 103
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims description 34
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 10
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 claims description 8
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 33
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 241001522296 Erithacus rubecula Species 0.000 description 1
- -1 Substituent Carbon Atom Chemical class 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910021398 atomic carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000012844 infrared spectroscopy analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
本発明は、多結晶シリコン中の炭素濃度の測定方法に関する。
半導体デバイス用あるいは太陽電池用の基板には、一般に、シリコン基板が用いられる。このようなシリコン基板の原料には、シーメンス法により製造された多結晶シリコンが用いられるが、最終製品の高集積化や高品質化に対する要求が厳しくなるにつれ、多結晶シリコンに対する高純度化要求も厳しくなりつつある。
シリコン結晶中の軽元素不純物としては格子間酸素や置換型炭素が知られており、格子間酸素は結晶中で析出して転位や積層欠陥を発生させ、置換型炭素は当該酸素の析出を促進する不純物として古くからその濃度測定手法が検討され、単結晶シリコンに対しては、ASTMやJEIDAなどの機関により、フーリエ変換赤外分光法を用いた標準測定法が確立されている。
ところで、多結晶シリコンを析出させる際に用いられる反応炉内には多くのグラファイト部材が用いられるため、これらのグラファイト部材を発生源として多結晶シリコン中に炭素が取り込まれ易い。そして、このような炭素不純物は、特別な除去を行わない限り、多結晶シリコンを原料として製造される単結晶シリコン中に取り込まれる結果となるから、その高純度化の障害となってしまう。従って、半導体デバイス用あるいは太陽電池用の基板の低炭素濃度化を図るためには、その原料となる多結晶シリコンの炭素濃度を管理する必要がある。
そこで、多結晶シリコン中の炭素濃度の評価方法が検討され、標準化もなされてきた。例えば、ASTM標準のひとつ(非特許文献1)では、浮遊帯域溶融(Floating Zone:FZ)法と光学的手法(赤外分光法またはフォトルミネッセンス法)の組み合わせにより、多結晶シリコン中の炭素濃度を測定する方法が規定されている。
この方法では、先ず、シリコン芯線に析出させて得られた多結晶シリコンロッドにドリルで穴を開け、直径約20mmの円筒(コア)を抜き取る。次に、コアの切り出しの際にコア表面に生じたダメージを取り除くため、HNO3/HF混酸によりコア表面を100μm以上エッチングする。そして、このコアを用いてFZ法により単結晶シリコン棒を得て、例えば非特許文献2に準拠する赤外分光法により炭素濃度測定を行う。
しかし、この方法の場合、シリコン結晶中での炭素不純物の実効偏析係数が小さい(keff=0.07:非特許文献3参照)ことに起因して、FZ法により育成される単結晶棒が短いと原料である多結晶シリコン中の炭素濃度の正確な測定が困難であるという問題がある。具体的に説明すると、実効偏析係数が1よりも小さい不純物の場合、原料である多結晶シリコン中に含まれている不純物はFZ溶融領域に取り込まれ難いために原料側に濃縮される。このため、原料である多結晶シリコン中の炭素濃度を正確に測定しようとすると、長尺のFZ単結晶棒を育成する必要がある。
特開2007−279042号公報(特許文献1)には、多結晶シリコン組成物中での炭素濃度よりも凍結溶融領域での炭素濃度が高いことを利用した測定方法が開示されている。この方法では、多結晶シリコン組成物から取り出した多結晶シリコンコアをFZ結晶成長装置でFZ成長させて単結晶領域と凍結溶融領域を含むコアとし、このコアを1150℃〜1360℃の範囲の温度で少なくとも2時間アニーリングし、上記単結晶領域と凍結溶融領域のそれぞれから取り出した試料を赤外分光分析して検量線を作成して単結晶領域の炭素濃度を求め、当該単結晶領域の炭素濃度に基づいて多結晶シリコン組成物の炭素濃度が決定される。
ASTM F1723-02:"Standard Practice for Evaluation of Polycrystalline Silicon Rods by Float-Zone Crystal Growth and Spectroscopy"
ASTM F1391-93:"Standard Test Method for Substitutional Atomic Carbon Content of Silicon by Infrared Absorption"
F.Shimura "Semiconductor Silicon Crystal Technology" Academic Press, Inc. (1989) p.148-151
電子情報技術産業協会規格(JEITA EM-3503)「赤外吸収によるシリコン結晶中の置換型炭素原子濃度の標準測定法」
しかし、上述したとおり、従来の手法はFZ法による試料作製のプロセスを要する。加えて、非特許文献1記載の方法ではシリコン結晶中での実効偏析係数が小さな炭素の濃度を正確に測定するためには長尺のFZ単結晶棒とする必要があり、特許文献1記載の方法は極めて煩雑であるのみならず高温でのアニーリングも必要とする。
本発明は上述したような従来方法の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易・簡便に、しかも多結晶シリコン棒の所望の位置における置換型炭素不純物の濃度を、短時間で測定することのできる方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様の多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法は、多結晶シリコンロッドから板状多結晶シリコンを切り出し、該板状多結晶シリコンの両面を鏡面研磨して2.12±0.01mmの厚みとし、置換型炭素濃度が既知の厚み2.00±0.01mmの単結晶シリコン標準試料を用いて赤外吸収分光法により標準測定法に則って検量線を作成し、前記鏡面研磨後の板状多結晶シリコンの所望の箇所の置換型炭素の吸収帯ピークを含む波数領域の赤外吸収スペクトルを前記検量線作成時と同一条件下で求め、厚み補正を行うことなく前記検量線に基づいて前記板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度を求めることを特徴とする。
また、本発明の第2の態様の多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法は、多結晶シリコンロッドから少なくとも2枚の厚みの異なる板状多結晶シリコンを隣接して切り出し、該板状多結晶シリコンのそれぞれの両面を鏡面研磨して、2.12mmよりも薄い第1の板状多結晶シリコンと2.12mmよりも厚い第2の板状多結晶シリコンを準備し、置換型炭素濃度が既知の厚み2.00±0.01mmの単結晶シリコン標準試料を用いて赤外吸収分光法により標準測定法に則って第1の検量線を作成し、前記鏡面研磨後の第1および第2の板状多結晶シリコンの所望の箇所の置換型炭素の吸収帯ピークを含む波数領域の赤外吸収スペクトルを前記第1の検量線作成時と同一条件下で求め、厚み補正を行うことなく前記第1の検量線に基づいて前記第1および第2の板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度を求め、前記前記第1および第2の板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度と厚みから第2の検量線を作成し、該第2の検量線の厚み2.00±0.01mmに対応する炭素濃度を前記板状多結晶シリコンの切り出し部位の炭素濃度とすることを特徴とする。
本発明によれば、FZ法等による単結晶化を施すことなくしかも特別な前熱処理も行わずに多結晶シリコン中の置換型炭素の大凡の濃度測定が可能となる。つまり、本発明によれば、簡易・簡便に、しかも多結晶シリコン棒中の所望の位置における置換型炭素不純物の大凡の濃度が測定可能な方法が提供される。
以下に、図面を参照して本発明の多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法について説明する。
シリコン結晶中の置換型炭素による赤外吸収のピークは605cm−1に認められ、電子情報技術産業協会(JEITA)により単結晶シリコンを用いた標準測定法が定められている(非特許文献4参照)。しかし、結晶粒を含む多結晶シリコン中の置換型炭素の測定法は標準化されていないため、上記標準測定法に則って炭素濃度を求めようとすれば、多結晶シリコンを一旦単結晶化する必要がある。
そこで、かかる煩雑な手順を行うことなく、簡易・簡便で迅速に、かつ多結晶シリコン棒中の所望の位置における置換型炭素不純物の大凡の濃度を赤外吸収法により測定することが本発明の目的である。
この目的を達成する前提として、本発明者らは、標準測定法により求められた単結晶シリコン中の炭素濃度と、当該単結晶シリコンと実質的に同じ炭素濃度を有する多結晶シリコンを測定して得られた炭素濃度との関連を調べた。
炭素濃度測定用試料の調製:図1は、炭素濃度測定用試料の調製プロセスの一例を示す図である。先ず、シーメンス法により気相成長された多結晶シリコン棒を6本用意した(S101)。これら多結晶シリコン棒のそれぞれにつき、長手方向から、長さ150mm、直径20mmのコア(シリコンブロック)を円筒状に抜き取った(S102)。以下では、これらをコア1〜6という。続いて、上記コア1〜6のそれぞれを原料として、直径約10mmで長さ約200mmのFZ単結晶棒を育成した(S103)。
図2は、FZ単結晶棒および把持部分からの板状シリコン結晶の切り出しを説明するための図で、この図中、符号10はコア(シリコンブロック)、符号20はFZ単結晶棒、そして符号30はシードである。この図に示したように、FZ単結晶棒のそれぞれのコーン部(21)から約180mmの位置から、円板状のFZ結晶(22)を約2mm厚で1枚切り出すとともに、FZ単結晶棒育成時に把持した部分のFZ単結晶棒近傍領域(11)から、厚さ約2mm(厚さA)と約2.5mm(厚さB)の板状多結晶シリコン(12,13)を各1枚切り出した(S104)。
それぞれのFZ単結晶棒から切り出された板状単結晶シリコン(22)は、その両面を鏡面化して厚さが2.00±0.01mmの範囲内となるように調整した。また、それぞれのコアの把持部分から切り出された板状多結晶シリコン(12,13)も同様に、その両面を鏡面化して最小目盛りが1μm(0.001mm)のダイヤルゲージにより厚さを測定した(S105)。
炭素濃度測定:上記6つの各コアのそれぞれから上記の手順で準備した1枚のFZ板状単結晶シリコンおよび2枚の板状多結晶シリコンの500cm−1から700cm−1の波数範囲の透過スペクトルを、赤外分光計で測定した。従って、炭素濃度測定対象としたものは、FZ板状単結晶シリコンが6枚、板状多結晶シリコンが12枚である。
測定条件は上述の電子情報技術産業協会規格(JEITA EM-3503:非特許文献4)に則った。なお、参照試料としては、炭素を実質的に含まない部位であるFZ単結晶棒のコーン部から切り出した板状単結晶シリコンの両面を鏡面に加工した厚さが2.00±0.01mmの範囲内にあるものを予め1枚のみ準備して用いた。フーリエ変換赤外分光装置を用い、分解能2cm−2で積算回数を400回として測定した。なお、ビームスプリッタはGe/KBr、検出器はDTGS、光源はグローバーランプである。
図3は、炭素濃度測定のプロセスの例を説明するための図である。先ず、参照試料の透過スペクトルを測定し(S201)、続いて、6枚のFZ板状単結晶シリコンと12枚の板状多結晶シリコンの透過スペクトルを測定した(S202)。
これらのスペクトル測定の後、参照試料の透過スペクトルとFZ板状単結晶シリコンそれぞれの透過スペクトルの差を求め(S203)、当該差スペクトルの炭素ピーク(604cm−1)の両側にわたるベースラインを引く(S204)。そして、このベースラインとピークから吸光度を求め(S205)、試料厚みの補正により、各FZ板状単結晶シリコンの置換型炭素濃度を求めた(S206)。これにより検量線が得られる。
同様に、参照試料の透過スペクトルと板状多結晶シリコンそれぞれの透過スペクトルの差を求め、当該差スペクトルの炭素ピーク(604cm−1)の両側にわたるベースラインを引いて求めた吸光度から、試料厚みの補正により、各板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度を求めた。その結果を表1に示す。なお、厚みの単位はmm、濃度の単位はppmaである。ここで、濃度Aは厚さAの板状多結晶シリコンの炭素濃度算出値、濃度Bは厚さBの板状多結晶シリコンの炭素濃度算出値を示す。
この表にまとめたように、各FZ板状単結晶シリコンの炭素濃度は何れも正の値を示しているのに対し、厚さAの板状多結晶シリコンからは何れも負の値の炭素濃度が得られている。炭素濃度が負ということはあり得ないから、上記結果は、多結晶シリコンの炭素濃度を単結晶シリコンの標準測定法で測定しても、意味のある値が得られないことを示している。
そこで、各コアにつき、厚さAの板状多結晶シリコンから得られた炭素濃度と厚さBの板状多結晶シリコンから得られた炭素濃度を用いて検量線を作成し、当該コアから得たFZ板状単結晶シリコンの値と炭素濃度が概ね一致する厚みを求めたのが厚さCである。表1中に示した濃度Cは、上記検量線から試料厚さCに点で読み取った炭素濃度である。
図4は、置換型炭素濃度の板状多結晶シリコン厚依存性を示す図であり、ここに示した結果は、上記コア1についての検量線である。この場合、コア1から得られたFZ板状単結晶シリコンの炭素濃度は0.03742ppmaであるから、検量線においてこの炭素濃度値を与える厚みは2.135mmとなり、この厚さが上記厚さCとなる。
つまり、厚みCの板状多結晶シリコンの炭素濃度を標準測定法に則って測定すれば、FZ法等による単結晶化を施すことなくしかも特別な前熱処理も行わずに多結晶シリコン中の置換型炭素の正確な濃度測定が可能となる。
そして、表1に示した厚みCの平均値は2.12mmであるから、板状多結晶シリコンの厚みを2.12mmとして標準測定法に則って炭素濃度測定を行えば、簡易・簡便に、しかも多結晶シリコン棒中の所望の位置における置換型炭素不純物の大凡の濃度が測定可能となる。なお、JEITAの標準測定法では試料厚みの誤差は±0.01mmとされているから、上記2.12mmは実質的には、2.12±0.01mmとすべきである。
つまり、本発明では、多結晶シリコンロッドから板状多結晶シリコンを切り出し、該板状多結晶シリコンの両面を鏡面研磨して2.12±0.01mmの厚みとし、置換型炭素濃度が既知の厚み2.00±0.01mmの単結晶シリコン標準試料を用いて赤外吸収分光法により標準測定法に則って検量線を作成し、前記鏡面研磨後の板状多結晶シリコンの所望の箇所の置換型炭素の吸収帯ピークを含む波数領域の赤外吸収スペクトルを前記検量線作成時と同一条件下で求め、厚み補正を行うことなく前記検量線に基づいて前記板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度を求めることにより、多結晶シリコン中の炭素濃度を測定する。ここで、上記置換型炭素濃度が既知の単結晶シリコン標準試料は、旧社団法人日本電子工業振興協会(JEIDA)によるラウンドロビン等で用いられた標準試料に準じて作成されたものが好ましい。
なお、より真の炭素濃度に近い値を得るためには、上述したように、多結晶シリコンロッドから少なくとも2枚の厚みの異なる板状多結晶シリコンを隣接して切り出し、該板状多結晶シリコンのそれぞれの両面を鏡面研磨して、2.12mmよりも薄い第1の板状多結晶シリコンと2.12mmよりも厚い第2の板状多結晶シリコンを準備し、置換型炭素濃度が既知の厚み2.00±0.01mmの単結晶シリコン標準試料を用いて赤外吸収分光法により標準測定法に則って第1の検量線を作成し、前記鏡面研磨後の第1および第2の板状多結晶シリコンの所望の箇所の置換型炭素の吸収帯ピークを含む波数領域の赤外吸収スペクトルを前記第1の検量線作成時と同一条件下で求め、厚み補正を行うことなく前記第1の検量線に基づいて前記第1および第2の板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度を求めた上で、さらに、前記前記第1および第2の板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度と厚みから第2の検量線を作成し、該第2の検量線の厚み2.00±0.01mmに対応する炭素濃度を前記板状多結晶シリコンの切り出し部位の炭素濃度とすることが好ましい。
上述のような第2の検量線は、板状多結晶シリコンの切り出し部位の炭素濃度をより正確に求めることを可能とするから、単一の検量線から求める場合に比べ、より正確な値が得られる。
実施例:多結晶シリコン棒から、上述した手順に従い、厚さ2.000mmの板状FZ単結晶シリコン1枚と、厚さ2.006mmおよび2.477mmの板状多結晶シリコンを各1枚準備し、両面を鏡面に研磨した。
これらの試料につき透過スペクトルを測定し、各試料の炭素濃度を求めたところ、板状FZ単結晶シリコンは0.08758ppma、厚さ2.006mmおよび2.477mmの板状多結晶シリコンはそれぞれ−0.06909ppmaおよび0.56866ppmaであった。
厚さ2.006mmの板状多結晶シリコンの炭素濃度値−0.06909ppmaと、厚さ2.477mmの板状多結晶シリコンの炭素濃度値0.56866ppmaから第2の検量線を作成し、この第2の検量線の厚み2.00±0.01mmに対応する炭素濃度を求めると0.08506ppmaであった。この値は、同一の多結晶シリコン棒から別途作作製したFZ単結晶シリコンの炭素濃度と僅かに3%異なるにすぎない。
以上説明したように、本発明によれば、FZ法等による単結晶化を施すことなくしかも特別な前熱処理も行わずに多結晶シリコン中の置換型炭素の大凡の濃度測定が可能となる。つまり、本発明によれば、簡易・簡便に、しかも多結晶シリコン棒中の所望の位置における置換型炭素不純物の大凡の濃度が測定可能な方法が提供される。
10 コア(シリコンブロック)
11 把持部分のFZ単結晶棒近傍領域
12,13 板状多結晶シリコン
20 FZ単結晶棒
21 コーン部
22 円板状のFZ結晶
30 シード
11 把持部分のFZ単結晶棒近傍領域
12,13 板状多結晶シリコン
20 FZ単結晶棒
21 コーン部
22 円板状のFZ結晶
30 シード
Claims (2)
- 多結晶シリコンロッドから板状多結晶シリコンを切り出し、
該板状多結晶シリコンの両面を鏡面研磨して2.12±0.01mmの厚みとし、
置換型炭素濃度が既知の厚み2.00±0.01mmの単結晶シリコン標準試料を用いて赤外吸収分光法により標準測定法に則って検量線を作成し、
前記鏡面研磨後の板状多結晶シリコンの所望の箇所の置換型炭素の吸収帯ピークを含む波数領域の赤外吸収スペクトルを前記検量線作成時と同一条件下で求め、
厚み補正を行うことなく前記検量線に基づいて前記板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度を求める、ことを特徴とする多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法。 - 多結晶シリコンロッドから少なくとも2枚の厚みの異なる板状多結晶シリコンを隣接して切り出し、
該板状多結晶シリコンのそれぞれの両面を鏡面研磨して、2.12mmよりも薄い第1の板状多結晶シリコンと2.12mmよりも厚い第2の板状多結晶シリコンを準備し、
置換型炭素濃度が既知の厚み2.00±0.01mmの単結晶シリコン標準試料を用いて赤外吸収分光法により標準測定法に則って第1の検量線を作成し、
前記鏡面研磨後の第1および第2の板状多結晶シリコンの所望の箇所の置換型炭素の吸収帯ピークを含む波数領域の赤外吸収スペクトルを前記第1の検量線作成時と同一条件下で求め、
厚み補正を行うことなく前記第1の検量線に基づいて前記第1および第2の板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度を求め、
前記前記第1および第2の板状多結晶シリコンの置換型炭素濃度と厚みから第2の検量線を作成し、
該第2の検量線の厚み2.00±0.01mmに対応する炭素濃度を前記板状多結晶シリコンの切り出し部位の炭素濃度とする、ことを特徴とする多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011082983A JP5524894B2 (ja) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | 多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 |
KR1020137026140A KR101470783B1 (ko) | 2011-04-04 | 2012-04-03 | 다결정 실리콘 중의 탄소 농도 측정 방법 |
MYPI2013701367A MY163263A (en) | 2011-04-04 | 2012-04-03 | Method for measuring carbon concentration in polycrystalline silicon |
PCT/JP2012/002313 WO2012137480A1 (ja) | 2011-04-04 | 2012-04-03 | 多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 |
EP12767547.8A EP2696192B1 (en) | 2011-04-04 | 2012-04-03 | Method for measuring carbon concentration in polycrystalline silicon |
CN201280016408.7A CN103477207B (zh) | 2011-04-04 | 2012-04-03 | 多晶硅中碳浓度的测定方法 |
US14/110,013 US8963070B2 (en) | 2011-04-04 | 2012-04-03 | Method for measuring carbon concentration in polycrystalline silicon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011082983A JP5524894B2 (ja) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | 多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012220212A JP2012220212A (ja) | 2012-11-12 |
JP5524894B2 true JP5524894B2 (ja) | 2014-06-18 |
Family
ID=46968889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011082983A Active JP5524894B2 (ja) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | 多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8963070B2 (ja) |
EP (1) | EP2696192B1 (ja) |
JP (1) | JP5524894B2 (ja) |
KR (1) | KR101470783B1 (ja) |
CN (1) | CN103477207B (ja) |
MY (1) | MY163263A (ja) |
WO (1) | WO2012137480A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103575691A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-02-12 | 方大特钢科技股份有限公司 | 一种快速判定萤石质量的方法 |
CN103712946A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-09 | 乐山乐电天威硅业科技有限责任公司 | 低温红外光谱测定单晶硅中替位碳含量的方法 |
JP6075307B2 (ja) * | 2014-02-20 | 2017-02-08 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶中の炭素濃度評価方法及び半導体デバイスの製造方法 |
CN105092511A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-25 | 南京秀科仪器有限公司 | 一种测量单晶硅代位碳和间隙氧含量的方法 |
JP6528710B2 (ja) * | 2016-04-11 | 2019-06-12 | 株式会社Sumco | シリコン試料の炭素濃度測定方法およびシリコン単結晶インゴットの製造方法 |
JP6805015B2 (ja) * | 2017-02-10 | 2020-12-23 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | 検量線の作成方法、炭素濃度測定方法及びシリコンウェハの製造方法 |
JP6662330B2 (ja) * | 2017-03-06 | 2020-03-11 | 信越半導体株式会社 | 単結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 |
CN108317945A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-07-24 | 卢曼斯 | 燃料发动机内部积碳厚度检测的方法 |
JP6919625B2 (ja) * | 2018-05-10 | 2021-08-18 | 信越半導体株式会社 | 不純物濃度の測定方法 |
JP6950639B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2021-10-13 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の炭素濃度測定方法及び装置 |
JP6979007B2 (ja) * | 2018-12-17 | 2021-12-08 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコンウェーハの極低酸素濃度測定方法 |
CN110006841B (zh) * | 2019-04-11 | 2022-12-06 | 内蒙古神舟硅业有限责任公司 | 一种颗粒状多晶硅中o、c、ⅲ、ⅴ族元素的检测方法 |
JP7184032B2 (ja) * | 2019-12-27 | 2022-12-06 | 株式会社Sumco | シリコン試料の炭素濃度評価方法およびこの方法に使用される評価装置、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法ならびにシリコン単結晶インゴットの製造方法 |
CN113030000B (zh) * | 2021-03-01 | 2023-02-21 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 单晶硅棒间隙氧含量的测量方法及装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3178607B2 (ja) * | 1990-08-29 | 2001-06-25 | 東芝セラミックス株式会社 | 引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法 |
KR0157030B1 (ko) * | 1990-08-29 | 1999-05-01 | 가스가야 기요히고 | 치환형 탄소농도 측정방법, 실리콘 웨이퍼 제조방법 및 실리콘 웨이퍼 측정방법 |
JPH0795031B2 (ja) * | 1991-04-05 | 1995-10-11 | コマツ電子金属株式会社 | 多結晶シリコン中の不純物濃度の測定方法 |
JP2604924B2 (ja) * | 1991-07-23 | 1997-04-30 | 信越半導体株式会社 | シリコン結晶の不純物分析方法 |
JP2790020B2 (ja) | 1992-09-30 | 1998-08-27 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶中の置換型炭素濃度の測定方法および自動測定装置 |
US5444246A (en) * | 1992-09-30 | 1995-08-22 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Determining carbon concentration in silicon single crystal by FT-IR |
JPH07297247A (ja) * | 1994-04-20 | 1995-11-10 | Toshiba Corp | 基板の評価方法 |
JP3046724B2 (ja) * | 1994-10-04 | 2000-05-29 | 東芝セラミックス株式会社 | ウエハの厚さ測定方法 |
DE102004014984B4 (de) * | 2004-03-26 | 2006-05-11 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Bestimmung des substitutionellen Kohlenstoffgehalts in poly- oder monokristallinem Silicium |
US7520932B2 (en) * | 2006-04-05 | 2009-04-21 | Dow Corning Corporation | Method of analyzing carbon concentration in crystalline silicon |
CN201444141U (zh) * | 2009-07-06 | 2010-04-28 | 济宁凯伦光伏材料有限公司 | 多晶硅结晶质量检测装置 |
-
2011
- 2011-04-04 JP JP2011082983A patent/JP5524894B2/ja active Active
-
2012
- 2012-04-03 US US14/110,013 patent/US8963070B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-04-03 CN CN201280016408.7A patent/CN103477207B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-04-03 WO PCT/JP2012/002313 patent/WO2012137480A1/ja active Application Filing
- 2012-04-03 KR KR1020137026140A patent/KR101470783B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2012-04-03 EP EP12767547.8A patent/EP2696192B1/en not_active Not-in-force
- 2012-04-03 MY MYPI2013701367A patent/MY163263A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103477207A (zh) | 2013-12-25 |
US20140021344A1 (en) | 2014-01-23 |
KR101470783B1 (ko) | 2014-12-09 |
EP2696192B1 (en) | 2016-05-18 |
WO2012137480A1 (ja) | 2012-10-11 |
EP2696192A1 (en) | 2014-02-12 |
US8963070B2 (en) | 2015-02-24 |
EP2696192A4 (en) | 2014-12-17 |
JP2012220212A (ja) | 2012-11-12 |
MY163263A (en) | 2017-08-30 |
CN103477207B (zh) | 2015-07-08 |
KR20140011480A (ko) | 2014-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5524894B2 (ja) | 多結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 | |
EP3048641B1 (en) | Method for predicting warpage in silicon carbide monocrystalline wafer | |
WO2013190829A1 (ja) | 多結晶シリコンの結晶配向度評価方法、多結晶シリコン棒の選択方法、多結晶シリコン棒、多結晶シリコン塊、および、単結晶シリコンの製造方法 | |
US20180244527A1 (en) | Polycrystalline silicon rod | |
WO2014203474A1 (ja) | 多結晶シリコンの結晶性評価方法 | |
JP4862857B2 (ja) | シリコン単結晶ウェーハ評価用の標準サンプル、その製造方法及び標準サンプルを用いた評価方法 | |
Yu et al. | Improvement of the quality of indium-doped CdZnTe single crystals by post-growth annealing for radiation detectors | |
Popovich et al. | Mechanical strength of silicon solar wafers characterized by ring-on-ring test in combination with digital image correlation | |
Wolny et al. | Wafer FTIR-measuring interstitial oxygen on as cut and processed silicon wafers | |
EP3671817B1 (en) | Carbon concentration measurement method | |
JP2014034506A (ja) | 多結晶シリコン棒の選択方法、多結晶シリコン塊の製造方法、及び、単結晶シリコンの製造方法 | |
US20240175167A1 (en) | Single-crystal diamond and method of manufacturing the same | |
JP4992996B2 (ja) | 窒素濃度測定方法及び窒素濃度測定用比例換算係数の算出方法 | |
US20220236205A1 (en) | Method for producing semiconductor wafers | |
JP4756385B2 (ja) | シリコン結晶の製造方法及びシリコンウェハの製造方法 | |
CN107533152B (zh) | 由硅材料构成的光学器件以及具有该光学器件的光学机器 | |
KR100977194B1 (ko) | 이차이온질량분석기를 이용한 불순물 농도 분석방법 | |
WO2022210566A1 (ja) | 単結晶ダイヤモンド及びその製造方法、並びに、単結晶ダイヤモンドプレートの製造方法 | |
JP7184032B2 (ja) | シリコン試料の炭素濃度評価方法およびこの方法に使用される評価装置、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法ならびにシリコン単結晶インゴットの製造方法 | |
WO2022209512A1 (ja) | 単結晶ダイヤモンド及びその製造方法 | |
TW202326106A (zh) | 測量矽片中氧含量的方法及裝置 | |
Kovalev et al. | Determination of oxygen and carbon impurities in polycrystalline silicon by IR spectrometry | |
JPH05312721A (ja) | 酸素析出したシリコン単結晶中の格子間酸素濃度測定方法 | |
JP2017109883A (ja) | シリコン結晶の金属不純物分析方法及び評価方法 | |
Kaplunov et al. | Optical properties of large germanium monocrystals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140325 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5524894 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |