JPH04344443A - シリコン中の炭素および酸素濃度測定方法 - Google Patents
シリコン中の炭素および酸素濃度測定方法Info
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- JPH04344443A JPH04344443A JP3115942A JP11594291A JPH04344443A JP H04344443 A JPH04344443 A JP H04344443A JP 3115942 A JP3115942 A JP 3115942A JP 11594291 A JP11594291 A JP 11594291A JP H04344443 A JPH04344443 A JP H04344443A
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン中の炭素および
酸素濃度測定方法に関する。
酸素濃度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンを用いた半導体デバイスにおい
ては酸素、炭素不純物がデバイス特性に種々の影響を及
ぼすことはよく知られている。シリコン中に酸素が高濃
度で存在すると熱処理工程において析出し、リーク電流
の増加、酸化膜の耐圧低下等の悪影響を及ぼす。反面、
重金属等の他の有害不純物をゲッタリングしたり、転位
の発生、移動を抑制する等の効果があるので、現在はシ
リコン中の酸素濃度を制御して酸素の利点を積極的に利
用する方向にある。一方、炭素が存在するとＩＩＩ族元
素のドーパントと複合体を形成してアクセプタレベルを
変化させたり、熱処理工程において析出したり、酸素の
析出核として働く等の悪影響をおよぼす。ところで最近
の半導体デバイスの高速化、高集積化に伴い、デバイス
構造が微細化し、より微小な領域における不純物濃度の
制御が重要となってきている。そこでデバイスの特性向
上のためには微小領域における不純物の高感度分析が必
要である。
ては酸素、炭素不純物がデバイス特性に種々の影響を及
ぼすことはよく知られている。シリコン中に酸素が高濃
度で存在すると熱処理工程において析出し、リーク電流
の増加、酸化膜の耐圧低下等の悪影響を及ぼす。反面、
重金属等の他の有害不純物をゲッタリングしたり、転位
の発生、移動を抑制する等の効果があるので、現在はシ
リコン中の酸素濃度を制御して酸素の利点を積極的に利
用する方向にある。一方、炭素が存在するとＩＩＩ族元
素のドーパントと複合体を形成してアクセプタレベルを
変化させたり、熱処理工程において析出したり、酸素の
析出核として働く等の悪影響をおよぼす。ところで最近
の半導体デバイスの高速化、高集積化に伴い、デバイス
構造が微細化し、より微小な領域における不純物濃度の
制御が重要となってきている。そこでデバイスの特性向
上のためには微小領域における不純物の高感度分析が必
要である。
【０００３】現在、シリコン中の炭素および酸素濃度測
定方法としては赤外吸収分光法が広く用いられている。 しかしこの方法はバルク試料に対しては感度が高いが、
薄膜試料に対しては感度が大幅に低下する。また表面近
傍の浅い領域のみの測定もできない。他の分析手法とし
て二次イオン質量分析法等があるが、いずれも感度が低
い。
定方法としては赤外吸収分光法が広く用いられている。 しかしこの方法はバルク試料に対しては感度が高いが、
薄膜試料に対しては感度が大幅に低下する。また表面近
傍の浅い領域のみの測定もできない。他の分析手法とし
て二次イオン質量分析法等があるが、いずれも感度が低
い。
【０００４】ところでプロシーディング シンポジウ
ム オン リデュースド テンパラチャ プロ
セシング フォー ヴイ・エル・エス・アイ、イー
・シー・エス、（１９８５年）第３０７頁から第３２１
頁（Ｐｒｏｃ．Ｓｙｍｐ．ｏｎ Ｒｅｄｕｃｅｄ
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｆｏｒＶＬＳＩ，Ｅ．Ｃ．Ｓ．，（１９８５）
ｐｐ３０７−３２１）において論じられているように炭
素、酸素を含むシリコン結晶に電子線を照射すると種々
の炭素、酸素複合欠陥が生成し、この欠陥に起因するフ
ォトルミネッセンスが生じる。そこで、このフォトルミ
ネッセンス強度を測定することによりシリコン中の炭素
濃度、酸素濃度を算出できる可能性がある。
ム オン リデュースド テンパラチャ プロ
セシング フォー ヴイ・エル・エス・アイ、イー
・シー・エス、（１９８５年）第３０７頁から第３２１
頁（Ｐｒｏｃ．Ｓｙｍｐ．ｏｎ Ｒｅｄｕｃｅｄ
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｆｏｒＶＬＳＩ，Ｅ．Ｃ．Ｓ．，（１９８５）
ｐｐ３０７−３２１）において論じられているように炭
素、酸素を含むシリコン結晶に電子線を照射すると種々
の炭素、酸素複合欠陥が生成し、この欠陥に起因するフ
ォトルミネッセンスが生じる。そこで、このフォトルミ
ネッセンス強度を測定することによりシリコン中の炭素
濃度、酸素濃度を算出できる可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし本出願人が上記
フォトルミネッセンス強度と炭素濃度、酸素濃度の関係
を詳細に検討した結果、フォトルミネッセンス強度は炭
素濃度、酸素濃度の両者に依存し、一方の濃度が既知で
なければもう一方の濃度が求まらないことがわかった。
フォトルミネッセンス強度と炭素濃度、酸素濃度の関係
を詳細に検討した結果、フォトルミネッセンス強度は炭
素濃度、酸素濃度の両者に依存し、一方の濃度が既知で
なければもう一方の濃度が求まらないことがわかった。
【０００６】上記のように従来はシリコン中の炭素濃度
、酸素濃度を試料の表面近傍の微小領域あるいは薄膜試
料においても高感度に測定できる分析手法がなかった。
、酸素濃度を試料の表面近傍の微小領域あるいは薄膜試
料においても高感度に測定できる分析手法がなかった。
【０００７】本発明の目的は、シリコン中の炭素濃度お
よび酸素濃度を試料の表面近傍の微小領域あるいは薄膜
試料においても高感度に測定できる分析手法を提供する
ことにある。
よび酸素濃度を試料の表面近傍の微小領域あるいは薄膜
試料においても高感度に測定できる分析手法を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシリコン中の炭素および酸素濃度測定方法
は、シリコン試料に電子線を照射して複合欠陥を生成さ
せ、該欠陥に起因するフォトルミネッセンス強度Ｅを測
定し、次に炭素イオンまたは酸素イオンを打ち込んでさ
らに複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因するフォトルミ
ネッセンス強度Ａを測定し、Ｅ，Ａからシリコン中の炭
素濃度および酸素濃度を算出するようにしたものである
。
に、本発明のシリコン中の炭素および酸素濃度測定方法
は、シリコン試料に電子線を照射して複合欠陥を生成さ
せ、該欠陥に起因するフォトルミネッセンス強度Ｅを測
定し、次に炭素イオンまたは酸素イオンを打ち込んでさ
らに複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因するフォトルミ
ネッセンス強度Ａを測定し、Ｅ，Ａからシリコン中の炭
素濃度および酸素濃度を算出するようにしたものである
。
【０００９】また、本発明の別のシリコン中の炭素およ
び酸素濃度測定方法は、シリコン試料の第１の領域に炭
素イオンまたは酸素イオンを打ち込み、第１の領域とは
異なる第２の領域に電子線を照射しておのおのの領域に
複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因する第１の領域およ
び第２の領域それぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ，
Ｅを測定し、Ａ，Ｅからシリコン中の炭素濃度および酸
素濃度を算出するようにしたものである。
び酸素濃度測定方法は、シリコン試料の第１の領域に炭
素イオンまたは酸素イオンを打ち込み、第１の領域とは
異なる第２の領域に電子線を照射しておのおのの領域に
複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因する第１の領域およ
び第２の領域それぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ，
Ｅを測定し、Ａ，Ｅからシリコン中の炭素濃度および酸
素濃度を算出するようにしたものである。
【００１０】また、本発明のさらに別のシリコン中の炭
素および酸素濃度測定方法は、シリコン試料の第１の領
域に炭素イオンを打ち込み、第１の領域とは異なる第２
の領域に酸素イオンを打ち込んでおのおのの領域に複合
欠陥を生成させ、該欠陥に起因する第１の領域および第
２の領域それぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ１，Ａ
２を測定し、Ａ１からシリコン中の酸素濃度を、Ａ２か
ら炭素濃度を算出するようにしたものである。
素および酸素濃度測定方法は、シリコン試料の第１の領
域に炭素イオンを打ち込み、第１の領域とは異なる第２
の領域に酸素イオンを打ち込んでおのおのの領域に複合
欠陥を生成させ、該欠陥に起因する第１の領域および第
２の領域それぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ１，Ａ
２を測定し、Ａ１からシリコン中の酸素濃度を、Ａ２か
ら炭素濃度を算出するようにしたものである。
【００１１】また、上記シリコン中の炭素および酸素濃
度測定方法において、炭素イオン、酸素イオンの打ち込
み後、電子線照射および熱エネルギの注入の少なくとも
一方を行うことにより、上記複合欠陥に起因するフォト
ルミネッセンス強度を増大させ、より高感度に炭素濃度
、酸素濃度を測定できるようにしたものである。
度測定方法において、炭素イオン、酸素イオンの打ち込
み後、電子線照射および熱エネルギの注入の少なくとも
一方を行うことにより、上記複合欠陥に起因するフォト
ルミネッセンス強度を増大させ、より高感度に炭素濃度
、酸素濃度を測定できるようにしたものである。
【００１２】
【作用】本出願人はシリコン試料に炭素イオンを打ち込
んで試料中に複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因するフ
ォトルミネッセンス強度を測定し、この強度からシリコ
ン中の酸素濃度を算出することを特徴とする「シリコン
中の酸素濃度測定方法」を特許出願中である。しかしこ
の方法では炭素イオンを大量に打ち込むため炭素濃度の
測定はできない。ところで本出願人はシリコン試料に酸
素イオンを打ち込むことによっても複合欠陥が生成し、
該欠陥に起因するフォトルミネッセンス強度を測定する
ことによりシリコン中の炭素濃度を算出できることを見
出した。
んで試料中に複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因するフ
ォトルミネッセンス強度を測定し、この強度からシリコ
ン中の酸素濃度を算出することを特徴とする「シリコン
中の酸素濃度測定方法」を特許出願中である。しかしこ
の方法では炭素イオンを大量に打ち込むため炭素濃度の
測定はできない。ところで本出願人はシリコン試料に酸
素イオンを打ち込むことによっても複合欠陥が生成し、
該欠陥に起因するフォトルミネッセンス強度を測定する
ことによりシリコン中の炭素濃度を算出できることを見
出した。
【００１３】そこで、まずシリコン試料に電子線を照射
して複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因するフォトルミ
ネッセンス強度Ｅを測定する。次に炭素イオンまたは酸
素イオンを打ち込んでさらに複合欠陥生成させ、該欠陥
に起因するフォトルミネッセンス強度Ａを測定する。Ａ
からシリコン中の酸素濃度または炭素濃度を算出できる
。さらに得られた酸素濃度または炭素濃度とＥの値から
シリコン中の炭素濃度、酸素濃度を算出できる。
して複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因するフォトルミ
ネッセンス強度Ｅを測定する。次に炭素イオンまたは酸
素イオンを打ち込んでさらに複合欠陥生成させ、該欠陥
に起因するフォトルミネッセンス強度Ａを測定する。Ａ
からシリコン中の酸素濃度または炭素濃度を算出できる
。さらに得られた酸素濃度または炭素濃度とＥの値から
シリコン中の炭素濃度、酸素濃度を算出できる。
【００１４】また、シリコン試料の第１の領域に炭素イ
オンまたは酸素イオンを打ち込み、第１の領域とは異な
る第２の領域に電子線を照射しておのおのの領域に複合
欠陥を生成させ、該欠陥に起因する第１の領域および第
２の領域それぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ，Ｅを
測定する。Ａからシリコン中の酸素濃度または炭素濃度
を算出でき、得られた酸素濃度または炭素濃度とＥの値
から炭素濃度、酸素濃度を算出できる。
オンまたは酸素イオンを打ち込み、第１の領域とは異な
る第２の領域に電子線を照射しておのおのの領域に複合
欠陥を生成させ、該欠陥に起因する第１の領域および第
２の領域それぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ，Ｅを
測定する。Ａからシリコン中の酸素濃度または炭素濃度
を算出でき、得られた酸素濃度または炭素濃度とＥの値
から炭素濃度、酸素濃度を算出できる。
【００１５】また、シリコン試料の第１の領域に炭素イ
オンを打ち込み、第１の領域とは異なる第２の領域に酸
素イオンを打ち込んでおのおのの領域に複合欠陥を生成
させ、該欠陥に起因する第１の領域および第２の領域そ
れぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ１，Ａ２を測定す
る。Ａ１からシリコン中の酸素濃度を、Ａ２から炭素濃
度を算出できる。
オンを打ち込み、第１の領域とは異なる第２の領域に酸
素イオンを打ち込んでおのおのの領域に複合欠陥を生成
させ、該欠陥に起因する第１の領域および第２の領域そ
れぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ１，Ａ２を測定す
る。Ａ１からシリコン中の酸素濃度を、Ａ２から炭素濃
度を算出できる。
【００１６】また、上記シリコン中の炭素および酸素濃
度測定方法において、炭素イオン、酸素イオンの打ち込
み後、電子線照射および熱エネルギの注入の少なくとも
一方を行うことにより、上記複合欠陥に起因するフォト
ルミネッセンス強度を増大させ、より高感度に炭素濃度
、酸素濃度を測定できる。
度測定方法において、炭素イオン、酸素イオンの打ち込
み後、電子線照射および熱エネルギの注入の少なくとも
一方を行うことにより、上記複合欠陥に起因するフォト
ルミネッセンス強度を増大させ、より高感度に炭素濃度
、酸素濃度を測定できる。
【００１７】
【実施例】以下本発明の一実施例を図１により説明する
。まずシリコン試料１に任意の加速電圧の電子線を照射
する。加速電圧は分析したい領域２の深さまで電子が照
射されるように設定する。その後、この領域２のフォト
ルミネッセンス強度Ｅを測定する。次に同じ領域に炭素
イオンまたは酸素イオンを規定量打ち込む。打ち込む深
さは分析したい領域に一致するようにする。打ち込み量
は炭素イオンの場合は予想される炭素濃度、酸素イオン
の場合は予想される酸素濃度よりも大量に（少なくとも
１桁以上）打ち込み、分析領域における炭素濃度または
酸素濃度が打ち込んだイオン量とほぼ等しくなるように
する。
。まずシリコン試料１に任意の加速電圧の電子線を照射
する。加速電圧は分析したい領域２の深さまで電子が照
射されるように設定する。その後、この領域２のフォト
ルミネッセンス強度Ｅを測定する。次に同じ領域に炭素
イオンまたは酸素イオンを規定量打ち込む。打ち込む深
さは分析したい領域に一致するようにする。打ち込み量
は炭素イオンの場合は予想される炭素濃度、酸素イオン
の場合は予想される酸素濃度よりも大量に（少なくとも
１桁以上）打ち込み、分析領域における炭素濃度または
酸素濃度が打ち込んだイオン量とほぼ等しくなるように
する。
【００１８】なお、イオン打ち込み時における試料表面
の面荒れを防ぐために、試料表面に保護膜を形成するの
が望ましい。保護膜としては試料中の不純物分布に影響
を与えないように、例えばプラズマ・シリコン窒化膜等
がよい。
の面荒れを防ぐために、試料表面に保護膜を形成するの
が望ましい。保護膜としては試料中の不純物分布に影響
を与えないように、例えばプラズマ・シリコン窒化膜等
がよい。
【００１９】その後、炭素イオンまたは酸素イオンを打
ち込んだ領域３（位置的には領域２と同じ）のルミネッ
センス強度Ａを測定する。フォトルミネッセンスを測定
するための励起光としてはシリコンのバンドギャップ以
上のエネルギの光であればよく、例えばアルゴンイオン
・レーザ光等が適している。炭素、酸素に関連した複合
欠陥に起因するフォトルミネッセンスはいくつか生じる
が、ピーク波長１．２８μｍまたは１．５７μｍのフォ
トルミネッセンス・ピークが強度が大きく、分析に適し
ている。
ち込んだ領域３（位置的には領域２と同じ）のルミネッ
センス強度Ａを測定する。フォトルミネッセンスを測定
するための励起光としてはシリコンのバンドギャップ以
上のエネルギの光であればよく、例えばアルゴンイオン
・レーザ光等が適している。炭素、酸素に関連した複合
欠陥に起因するフォトルミネッセンスはいくつか生じる
が、ピーク波長１．２８μｍまたは１．５７μｍのフォ
トルミネッセンス・ピークが強度が大きく、分析に適し
ている。
【００２０】フォトルミネッセンス強度は炭素濃度、酸
素濃度の両者に依存するので、事前にフォトルミネッセ
ンス強度と炭素濃度、酸素濃度の較正曲線を作成してお
く。この較正曲線を用いて、まずＡの値と打ち込んだ炭
素（酸素）イオン量から酸素（炭素）濃度が算出できる
。次に得られた酸素（炭素）濃度とＥの値から炭素（酸
素）濃度が求められる。
素濃度の両者に依存するので、事前にフォトルミネッセ
ンス強度と炭素濃度、酸素濃度の較正曲線を作成してお
く。この較正曲線を用いて、まずＡの値と打ち込んだ炭
素（酸素）イオン量から酸素（炭素）濃度が算出できる
。次に得られた酸素（炭素）濃度とＥの値から炭素（酸
素）濃度が求められる。
【００２１】なお不純物の面内分布があまり問題になら
ない場合には、電子線の照射領域とイオン打ち込み領域
を別々の領域にしてもよく、あるいは「図２」に示す方
法を用いてもよい。
ない場合には、電子線の照射領域とイオン打ち込み領域
を別々の領域にしてもよく、あるいは「図２」に示す方
法を用いてもよい。
【００２２】図２は本発明の他の実施例を示したもので
、まずシリコン試料の第１の領域４に炭素イオンを、第
１の領域４とは異なる第２の領域５に酸素イオンを規定
量打ち込む。打ち込む条件は前記実施例と同様である。 その後、おのおのの領域４，５におけるフォトルミネッ
センス強度Ａ１，Ａ２を測定する。上記較正曲線を用い
ることにより、Ａ１の値と打ち込んだ炭素イオン量から
酸素濃度が、Ａ２の値と打ち込んだ酸素イオン量から炭
素濃度が求められる。
、まずシリコン試料の第１の領域４に炭素イオンを、第
１の領域４とは異なる第２の領域５に酸素イオンを規定
量打ち込む。打ち込む条件は前記実施例と同様である。 その後、おのおのの領域４，５におけるフォトルミネッ
センス強度Ａ１，Ａ２を測定する。上記較正曲線を用い
ることにより、Ａ１の値と打ち込んだ炭素イオン量から
酸素濃度が、Ａ２の値と打ち込んだ酸素イオン量から炭
素濃度が求められる。
【００２３】上記いずれの実施例においても、イオン打
ち込み後、電子線照射あるいは熱エネルギの注入あるい
はその両方を行うことにより、フォトルミネッセンス強
度を増大させることができる。電子線照射領域はイオン
打ち込み領域を含むようにする。また熱エネルギは高温
で長時間加える程フォトルミネッセンス強度が大きくな
るが、試料中の不純物分布に影響を与える恐れがあるの
で、不純物分布を精密に測定したい場合にはレーザ・ア
ニール、ランプ・アニール等により短時間の熱処理を行
うのがよい。
ち込み後、電子線照射あるいは熱エネルギの注入あるい
はその両方を行うことにより、フォトルミネッセンス強
度を増大させることができる。電子線照射領域はイオン
打ち込み領域を含むようにする。また熱エネルギは高温
で長時間加える程フォトルミネッセンス強度が大きくな
るが、試料中の不純物分布に影響を与える恐れがあるの
で、不純物分布を精密に測定したい場合にはレーザ・ア
ニール、ランプ・アニール等により短時間の熱処理を行
うのがよい。
【００２４】本実施例によれば電子線、イオンビームの
ビーム径を絞ることにより複合欠陥の生成領域を小さく
でき、また励起光のビーム径を絞ることによりフォトル
ミネッセンス測定領域を小さくできるので、シリコン中
の微小領域の炭素濃度、酸素濃度を測定できる。また電
子線、炭素および酸素イオンの加速電圧を任意に設定す
ることにより試料中の任意の深さ領域に複合欠陥を生成
させることができるので、任意の深さ領域の炭素濃度、
酸素濃度を測定でき、試料の表面近傍の浅い領域の分析
や薄膜試料にも適用できる。またイオン打ち込み後、電
子線照射あるいは熱エネルギの注入あるいはその両方を
行うことによりフォトルミネッセンス強度を増大させる
ことができ、より高感度にシリコン中の炭素濃度、酸素
濃度を測定できる。
ビーム径を絞ることにより複合欠陥の生成領域を小さく
でき、また励起光のビーム径を絞ることによりフォトル
ミネッセンス測定領域を小さくできるので、シリコン中
の微小領域の炭素濃度、酸素濃度を測定できる。また電
子線、炭素および酸素イオンの加速電圧を任意に設定す
ることにより試料中の任意の深さ領域に複合欠陥を生成
させることができるので、任意の深さ領域の炭素濃度、
酸素濃度を測定でき、試料の表面近傍の浅い領域の分析
や薄膜試料にも適用できる。またイオン打ち込み後、電
子線照射あるいは熱エネルギの注入あるいはその両方を
行うことによりフォトルミネッセンス強度を増大させる
ことができ、より高感度にシリコン中の炭素濃度、酸素
濃度を測定できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば電子線、イオンビーム、
あるいは励起光のビーム径を絞ることにより、微小領域
の炭素濃度、酸素濃度を測定できる。また電子線、炭素
および酸素イオンの加速電圧を任意に設定することによ
り、試料中の任意の深さ領域の炭素濃度、酸素濃度を測
定でき、試料の表面近傍の浅い領域の分析や薄膜試料に
も適用できる。
あるいは励起光のビーム径を絞ることにより、微小領域
の炭素濃度、酸素濃度を測定できる。また電子線、炭素
および酸素イオンの加速電圧を任意に設定することによ
り、試料中の任意の深さ領域の炭素濃度、酸素濃度を測
定でき、試料の表面近傍の浅い領域の分析や薄膜試料に
も適用できる。
【図１】本発明の一実施例における炭素および酸素の濃
度測定手順を示す図である。
度測定手順を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例における炭素及び酸素の濃
度測定手順を示す図である。
度測定手順を示す図である。
１ シリコン試料
２ 電子線照射領域
３ 炭素または酸素イオン打ち込み領域４ 炭素イ
オン打ち込み領域 ５ 酸素イオン打ち込み領域
オン打ち込み領域 ５ 酸素イオン打ち込み領域
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン試料に電子線を照射して複合
欠陥を生成させ、該欠陥に起因するフォトルミネッセン
ス強度Ｅを測定し、次に炭素イオンまたは酸素イオンを
打ち込んでさらに複合欠陥を生成させ、該欠陥に起因す
るフォトルミネッセンス強度Ａを測定し、Ｅ、Ａからシ
リコン中の炭素濃度および酸素濃度を算出することを特
徴とするシリコン中の炭素および酸素濃度測定方法。 - 【請求項２】 シリコン試料の第１の領域に炭素イオ
ンまたは酸素イオンを打ち込み、第１の領域とは異なる
第２の領域に電子線を照射して、おのおのの領域に複合
欠陥を生成させ、該欠陥に起因する第１の領域および第
２の領域それぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ，Ｅを
測定し、Ａ、Ｅからシリコン中の炭素濃度および酸素濃
度を算出することを特徴とするシリコン中の炭素および
酸素濃度測定方法。 - 【請求項３】 シリコン試料の第１の領域に炭素イオ
ンを打ち込み、第１の領域とは異なる第２の領域に酸素
イオンを打ち込んで、おのおのの領域に複合欠陥を生成
させ、該欠陥に起因する第１の領域および第２の領域そ
れぞれのフォトルミネッセンス強度Ａ１，Ａ２を測定し
、Ａ１からシリコン中の酸素濃度を，Ａ２から炭素濃度
を算出することを特徴とするシリコン中の炭素および酸
素濃度測定方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３記載のシリコン中の
炭素および酸素濃度測定方法において、炭素イオン、酸
素イオンの打ち込み後、電子線照射および熱エネルギの
注入の少なくとも一方を行うことを特徴とするシリコン
中の炭素および酸素濃度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115942A JPH04344443A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | シリコン中の炭素および酸素濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115942A JPH04344443A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | シリコン中の炭素および酸素濃度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344443A true JPH04344443A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14674991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115942A Pending JPH04344443A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | シリコン中の炭素および酸素濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344443A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2779220A2 (en) | 2013-03-12 | 2014-09-17 | GLobalWafers Japan Co., Ltd. | Saturation voltage estimation method and silicon epitaxial wafer manufaturing method |
| JP2015101529A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の炭素濃度測定方法 |
| JP2015156420A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 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 |
| WO2019035343A1 (ja) | 2017-08-18 | 2019-02-21 | 信越半導体株式会社 | 炭素濃度測定方法 |
| WO2019171880A1 (ja) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | 信越半導体株式会社 | 酸素濃度評価方法 |
| KR20190119035A (ko) | 2017-03-06 | 2019-10-21 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 단결정 실리콘 중의 탄소농도 측정방법 |
| JP2020085758A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 信越半導体株式会社 | 酸素濃度測定方法 |
| JP2021118283A (ja) * | 2020-01-28 | 2021-08-10 | 信越半導体株式会社 | シリコン試料の酸素濃度評価方法 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3115942A patent/JPH04344443A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2779220A2 (en) | 2013-03-12 | 2014-09-17 | GLobalWafers Japan Co., Ltd. | Saturation voltage estimation method and silicon epitaxial wafer manufaturing method |
| JP2015101529A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の炭素濃度測定方法 |
| JP2015156420A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 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 |
| KR20190119035A (ko) | 2017-03-06 | 2019-10-21 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 단결정 실리콘 중의 탄소농도 측정방법 |
| WO2019035343A1 (ja) | 2017-08-18 | 2019-02-21 | 信越半導体株式会社 | 炭素濃度測定方法 |
| JP2019036661A (ja) * | 2017-08-18 | 2019-03-07 | 信越半導体株式会社 | 炭素濃度測定方法 |
| CN111033708A (zh) * | 2017-08-18 | 2020-04-17 | 信越半导体株式会社 | 碳浓度测定方法 |
| EP3671817A4 (en) * | 2017-08-18 | 2021-06-23 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | CARBON CONCENTRATION MEASUREMENT PROCESS |
| CN111033708B (zh) * | 2017-08-18 | 2023-08-15 | 信越半导体株式会社 | 碳浓度测定方法 |
| WO2019171880A1 (ja) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | 信越半導体株式会社 | 酸素濃度評価方法 |
| JP2020085758A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 信越半導体株式会社 | 酸素濃度測定方法 |
| JP2021118283A (ja) * | 2020-01-28 | 2021-08-10 | 信越半導体株式会社 | シリコン試料の酸素濃度評価方法 |
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