JP6662330B2 - 単結晶シリコン中の炭素濃度測定方法 - Google Patents
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Description
下記の引上げ条件により、酸素濃度の異なるシリコン単結晶を水平磁場を印加しつつチョクラルスキー法によって引上げた。
ルツボ直径:32インチ(約800mm)
シリコン多結晶原料チャージ量:400kg
シリコン単結晶直径:306mm
磁束密度:3000Gauss(水平磁場)
なお、結晶回転速度とルツボ回転速度を調整して酸素濃度を変化させた。
実験例のシリコン単結晶の中で、直胴部の酸素濃度が10ppma−JEIDA(サンプル1)、ならびに14ppma−JEIDA(サンプル2)となったシリコン単結晶について、その丸め部から、縦割りサンプルを切り出し、中心軸に沿って酸素濃度測定を実施した。測定結果を図2に示す。その結果、直胴部から結晶直径が減じるに伴って酸素濃度は徐々に低下後、いずれも丸め長さが170mm付近で急激に低下することが分かった(図2参照)。また、図2において、横軸をメルト自由表面に対する結晶断面積比としたものを図3に示す。
シリコン多結晶原料を400kgチャージして、実験例と同様にして引上げを開始し、直胴150cmの箇所から丸め部を作成し、丸め開始から190mmの部分から測定サンプルAを切り出した(図2、3参照)。ここで引上げ条件は、直胴部の酸素濃度が10ppma−JEIDAとなる条件とした。測定サンプルAの酸素濃度を測定した。測定サンプルAの酸素濃度は、1ppma−JEIDAであった。また、低温PL測定により測定サンプルAの炭素濃度を実施した。測定サンプルAの炭素濃度は、2×1013atoms/cm3であった。
シリコン多結晶原料を400kgチャージして、実験例と同様にして引上げを開始し、直胴150cmの箇所から丸め部を作成し、丸め開始から140mmの部分から測定サンプルBを切り出した(図2、3参照)。ここで引上げ条件は、直胴部の酸素濃度が10ppma−JEIDAとなる条件とした。測定サンプルBの酸素濃度を測定した。測定サンプルBの酸素濃度は、6ppma−JEIDAであった。また、低温PL測定により測定サンプルBの炭素濃度を実施した。測定サンプルBの炭素濃度は、低温PL測定により検出できなかった。なお、測定サンプルBの炭素濃度は、表1から5×1013atoms/cm3未満と推定される。
Claims (4)
- 水平磁場を印加したシリコン融液からチョクラルスキー法によって引上げられたシリコン単結晶の炭素濃度の測定方法であって、
酸素濃度が5ppma−JEIDA以下となる前記シリコン単結晶の丸め部の領域から検査サンプルを切り出し、低温PL測定によって前記検査サンプルの炭素濃度を測定することで、炭素濃度の測定下限値を5×1014atoms/cm3以下とし、前記シリコン単結晶の直胴中の炭素濃度の算出を行うことを特徴とする単結晶シリコン中の炭素濃度測定方法。 - 前記シリコン単結晶の直胴中の酸素濃度が5ppma−JEIDAを超えることを特徴とする請求項1に記載の単結晶シリコン中の炭素濃度測定方法。
- 前記シリコン単結晶の引上げにおいて、少なくとも前記シリコン単結晶の丸め部を形成する工程中は、前記水平磁場の磁場中心の磁束密度が2000Gauss以上であり、かつ、前記シリコン融液を収容するルツボの回転速度が1rpm以下とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の単結晶シリコン中の炭素濃度測定方法。
- 前記検査サンプルは、結晶引き上げ中において、前記シリコン融液の自由表面に対する結晶断面の面積比が1%以下となる領域から切り出すことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の単結晶シリコン中の炭素濃度測定方法。
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