JPH10135293A - 半導体結晶評価方法 - Google Patents
半導体結晶評価方法Info
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- JPH10135293A JPH10135293A JP29256196A JP29256196A JPH10135293A JP H10135293 A JPH10135293 A JP H10135293A JP 29256196 A JP29256196 A JP 29256196A JP 29256196 A JP29256196 A JP 29256196A JP H10135293 A JPH10135293 A JP H10135293A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体結晶評価方法に関し、シリコン結晶に
於ける不純物のゲッタリング能力を非破壊で、簡便且つ
定量的に評価することを可能とし、ゲッタリング能力が
大と判断されたシリコン結晶のみを基板として半導体装
置の製造に用い得るようにすることで、製造歩留りの向
上に寄与しようとする。 【解決手段】 不純物酸素を１０16〔cm-3〕以上含んだ
シリコン結晶について、４０（Ｋ）以下の低温中で波数
域１２０３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピークを観測
し、該赤外吸収ピークの半値幅を測定して不純物ゲッタ
リング能力を評価し、該半値幅が波数２．１〔cm-1〕以
上を良品と評価する。
於ける不純物のゲッタリング能力を非破壊で、簡便且つ
定量的に評価することを可能とし、ゲッタリング能力が
大と判断されたシリコン結晶のみを基板として半導体装
置の製造に用い得るようにすることで、製造歩留りの向
上に寄与しようとする。 【解決手段】 不純物酸素を１０16〔cm-3〕以上含んだ
シリコン結晶について、４０（Ｋ）以下の低温中で波数
域１２０３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピークを観測
し、該赤外吸収ピークの半値幅を測定して不純物ゲッタ
リング能力を評価し、該半値幅が波数２．１〔cm-1〕以
上を良品と評価する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン結晶が高
い不純物ゲッタリング能力を持つか否かを検知して、該
シリコン結晶の良否を評価する半導体結晶評価方法の改
善に関する。
い不純物ゲッタリング能力を持つか否かを検知して、該
シリコン結晶の良否を評価する半導体結晶評価方法の改
善に関する。
【０００２】現在、半導体装置は、依然として高集積
化、高密度化を指向し、素子の微細化が要求されている
ので、その基板となるシリコン結晶として、少なくとも
素子が作り込まれる表面には不純物が少ない良質のもの
が必要である。
化、高密度化を指向し、素子の微細化が要求されている
ので、その基板となるシリコン結晶として、少なくとも
素子が作り込まれる表面には不純物が少ない良質のもの
が必要である。
【０００３】一般に、引き上げ法で製造されたシリコン
結晶には、製造時に混入した不純物酸素が固溶限界以上
に含まれていて、この酸素は、後工程に於ける熱処理に
依って析出する。
結晶には、製造時に混入した不純物酸素が固溶限界以上
に含まれていて、この酸素は、後工程に於ける熱処理に
依って析出する。
【０００４】シリコン結晶中には、結晶成長時からデバ
イス製造工程に亙って、酸素の他に炭素や微量の重金属
元素などが取り込まれてしまうのであるが、重金属元素
などは、そのシリコン結晶を基板として作成したデバイ
スの特性に悪影響を及ぼすので、前記の酸素析出物を利
用して基板内部にゲッタリングし、基板表面の素子形成
領域を清浄に維持することが行なわれている。
イス製造工程に亙って、酸素の他に炭素や微量の重金属
元素などが取り込まれてしまうのであるが、重金属元素
などは、そのシリコン結晶を基板として作成したデバイ
スの特性に悪影響を及ぼすので、前記の酸素析出物を利
用して基板内部にゲッタリングし、基板表面の素子形成
領域を清浄に維持することが行なわれている。
【０００５】従って、基板として用いるシリコン結晶が
不純物に対して良好なゲッタリング能力を持っているか
否かを的確に評価することは、高性能の半導体装置が得
られるか否かに直接結び付くことになる。
不純物に対して良好なゲッタリング能力を持っているか
否かを的確に評価することは、高性能の半導体装置が得
られるか否かに直接結び付くことになる。
【０００６】そこで、シリコン結晶が高い不純物ゲッタ
リング能力を持つか否かを予め評価することが必要とな
るのであるが、その評価を非破壊で簡便且つ定量的に実
施する手段がない為、その実現が期待されているところ
であり、本発明は、その期待に応えることが可能であ
る。
リング能力を持つか否かを予め評価することが必要とな
るのであるが、その評価を非破壊で簡便且つ定量的に実
施する手段がない為、その実現が期待されているところ
であり、本発明は、その期待に応えることが可能であ
る。
【０００７】
【従来の技術】従来、シリコン結晶の不純物ゲッタリン
グ能力を評価する手段として次のような方法が知られて
いる。
グ能力を評価する手段として次のような方法が知られて
いる。
【０００８】（１） 実際にシリコン結晶のゲッタリン
グ熱処理を行なった後、素子形成領域に於いて対象とす
る不純物がゲッタリングされたか否かをシリコン結晶表
面をエッチングして不純物存在箇所に生成されるピット
の数で推定する。
グ熱処理を行なった後、素子形成領域に於いて対象とす
る不純物がゲッタリングされたか否かをシリコン結晶表
面をエッチングして不純物存在箇所に生成されるピット
の数で推定する。
【０００９】（２） 酸素を析出させる為の熱処理を行
ない、その前後に於いて、析出していない孤立格子間型
酸素がどの程度減少したかを、室温で１１０６〔cm-1〕
に現れる孤立格子間型酸素固有の不純物振動による赤外
吸収ピークの強度の減少から測定し、この値を析出物の
量の推定値とし、そして、析出量が多いほどゲッタリン
グ能力は大きいと判定する。
ない、その前後に於いて、析出していない孤立格子間型
酸素がどの程度減少したかを、室温で１１０６〔cm-1〕
に現れる孤立格子間型酸素固有の不純物振動による赤外
吸収ピークの強度の減少から測定し、この値を析出物の
量の推定値とし、そして、析出量が多いほどゲッタリン
グ能力は大きいと判定する。
【００１０】（３） 酸素を析出させる為の熱処理を行
ない、その前後に於いて、析出していない孤立格子間型
酸素がどの程度減少したかを、室温で１１０６〔cm-1〕
に現れる孤立格子間型酸素固有の不純物振動による赤外
吸収ピークと１２０６〔cm-1〕或いは１７４９〔cm-1〕
に現れる孤立格子間型酸素固有の不純物振動による赤外
吸収ピークとの強度比の変化から測定し、この値を析出
物の量の推定値とし、そして、析出量が多いほどゲッタ
リング能力は大きいと判定する。
ない、その前後に於いて、析出していない孤立格子間型
酸素がどの程度減少したかを、室温で１１０６〔cm-1〕
に現れる孤立格子間型酸素固有の不純物振動による赤外
吸収ピークと１２０６〔cm-1〕或いは１７４９〔cm-1〕
に現れる孤立格子間型酸素固有の不純物振動による赤外
吸収ピークとの強度比の変化から測定し、この値を析出
物の量の推定値とし、そして、析出量が多いほどゲッタ
リング能力は大きいと判定する。
【００１１】（４） シリコン結晶中の酸素析出物の大
きさ及び密度を光学顕微鏡で観察し、ゲッタリング能力
の大小を判定する。
きさ及び密度を光学顕微鏡で観察し、ゲッタリング能力
の大小を判定する。
【００１２】通常、前記（１）乃至（４）の方法でシリ
コン結晶の不純物ゲッタリング能力を評価し、ゲッタリ
ング能力が大きいと推定されるものをシリコン半導体基
板として半導体装置を製造するのに用いている。
コン結晶の不純物ゲッタリング能力を評価し、ゲッタリ
ング能力が大きいと推定されるものをシリコン半導体基
板として半導体装置を製造するのに用いている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前記説明した従来のシ
リコン結晶の不純物ゲッタリング能力を評価する四つの
方法には、次のような問題を含んでいることが知られて
いる。
リコン結晶の不純物ゲッタリング能力を評価する四つの
方法には、次のような問題を含んでいることが知られて
いる。
【００１４】前記（１）の方法は、汚染が高濃度である
場合には測定可能であるが、一般に汚染は極微量である
為、測定は困難であり、また、実際にゲッタリング熱処
理を施すことが必要であり、検査に依って試料が破壊さ
れてしまう。
場合には測定可能であるが、一般に汚染は極微量である
為、測定は困難であり、また、実際にゲッタリング熱処
理を施すことが必要であり、検査に依って試料が破壊さ
れてしまう。
【００１５】前記（２）及び（４）の方法は、間接的な
手段であり、得られた結果は定量性に欠けていて、しか
も、酸素の減少量、或いは、析出物の数や密度とゲッタ
リング能力との間の関係は必ずしも明らかではなく、ま
た、（４）の場合、検査に依って試料が破壊されてしま
う。
手段であり、得られた結果は定量性に欠けていて、しか
も、酸素の減少量、或いは、析出物の数や密度とゲッタ
リング能力との間の関係は必ずしも明らかではなく、ま
た、（４）の場合、検査に依って試料が破壊されてしま
う。
【００１６】前記（３）の方法は、格子間酸素の減少量
でゲッタリング能力を評価しようとするものであり、こ
の場合には、少なくとも２種類以上のピークについて赤
外吸収の測定を行ない、それ等の強度を計算し、更に比
をとる必要があり、煩雑な処理が必要である。
でゲッタリング能力を評価しようとするものであり、こ
の場合には、少なくとも２種類以上のピークについて赤
外吸収の測定を行ない、それ等の強度を計算し、更に比
をとる必要があり、煩雑な処理が必要である。
【００１７】このように、従来の技術に依っては、ゲッ
タリング能力を簡便に、且つ、定量的に評価することは
困難であり、従って、ゲッタリング能力大と判定された
シリコン結晶を基板として半導体装置を製造しても、実
際には、ゲッタリング能力が大きくなかったことが判明
する場合もあり、不純物に起因する製造歩留りの低下が
問題となっている。
タリング能力を簡便に、且つ、定量的に評価することは
困難であり、従って、ゲッタリング能力大と判定された
シリコン結晶を基板として半導体装置を製造しても、実
際には、ゲッタリング能力が大きくなかったことが判明
する場合もあり、不純物に起因する製造歩留りの低下が
問題となっている。
【００１８】本発明は、シリコン結晶に於ける不純物の
ゲッタリング能力を非破壊で、簡便且つ定量的に評価す
ることを可能とし、ゲッタリング能力が大と判断された
シリコン結晶のみを基板として半導体装置の製造に用い
得るようにすることで、製造歩留りの向上に寄与しよう
とする。
ゲッタリング能力を非破壊で、簡便且つ定量的に評価す
ることを可能とし、ゲッタリング能力が大と判断された
シリコン結晶のみを基板として半導体装置の製造に用い
得るようにすることで、製造歩留りの向上に寄与しよう
とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】シリコン結晶中に生じた
酸素析出物の周囲には歪み場が生じていて、不純物はこ
の歪み場に依って捕獲されるので、酸素析出物そのもの
より、その周囲の歪み場がゲッタリング能力を直接左右
する。
酸素析出物の周囲には歪み場が生じていて、不純物はこ
の歪み場に依って捕獲されるので、酸素析出物そのもの
より、その周囲の歪み場がゲッタリング能力を直接左右
する。
【００２０】通常、半導体基板として用いられるシリコ
ン結晶中には、１０18〔cm-3〕程度の酸素が含まれ、こ
の酸素は、単独で存在する場合、格子間型酸素の形態を
採っている。
ン結晶中には、１０18〔cm-3〕程度の酸素が含まれ、こ
の酸素は、単独で存在する場合、格子間型酸素の形態を
採っている。
【００２１】図３は格子間型酸素の形態を表す説明図で
あり、酸素は矢印で示したような運動をしていて、この
運動は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの反対称伸縮モードと結合し
て、波数域１２０３±５〔cm-1〕に観測される赤外吸収
ピークを生じさせる。
あり、酸素は矢印で示したような運動をしていて、この
運動は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの反対称伸縮モードと結合し
て、波数域１２０３±５〔cm-1〕に観測される赤外吸収
ピークを生じさせる。
【００２２】この波数域１２０３±５〔cm-1〕に観測さ
れる赤外吸収ピークは、一軸性の応力、即ち、一方向か
らの応力に対して、半値幅とピーク高さを変えることな
く、ピーク位置だけがシフトすることが知られている
（要すれば、「Ｐｒｏｃ．Ｒｏｙ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄ．
Ａ．３１７，１３３（１９７０）」、を参照）。尚、こ
のピークは、特に析出熱処理を行なわない状態では、
２．０〔cm-1〕の半値幅をもっている。
れる赤外吸収ピークは、一軸性の応力、即ち、一方向か
らの応力に対して、半値幅とピーク高さを変えることな
く、ピーク位置だけがシフトすることが知られている
（要すれば、「Ｐｒｏｃ．Ｒｏｙ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄ．
Ａ．３１７，１３３（１９７０）」、を参照）。尚、こ
のピークは、特に析出熱処理を行なわない状態では、
２．０〔cm-1〕の半値幅をもっている。
【００２３】酸素析出物の周囲に形成された歪み場の中
に孤立格子型酸素が存在する場合には、それに関する赤
外吸収ピークは、その場所の歪みの大きさに応じてシフ
トするものであり、そして、この歪みは一様ではなく、
各酸素の位置毎に様々な大きさをもって分布している。
に孤立格子型酸素が存在する場合には、それに関する赤
外吸収ピークは、その場所の歪みの大きさに応じてシフ
トするものであり、そして、この歪みは一様ではなく、
各酸素の位置毎に様々な大きさをもって分布している。
【００２４】従って、前記のような領域全体に対して測
定された赤外吸収スペクトルは、各場所の歪みに応じて
シフトした赤外吸収ピークの重ね合わせとなり、歪み場
領域の大きさに応じた幅を持つようになる。
定された赤外吸収スペクトルは、各場所の歪みに応じて
シフトした赤外吸収ピークの重ね合わせとなり、歪み場
領域の大きさに応じた幅を持つようになる。
【００２５】このような赤外吸収ピークの重ね合わせか
らなるピークの高さは、歪み場の中に在る格子間型酸素
原子の数に依って決まり、析出形態の違いに依って様々
な値を取り得る量であり、歪み場の大きさそのものとは
直接的な対応関係はない。
らなるピークの高さは、歪み場の中に在る格子間型酸素
原子の数に依って決まり、析出形態の違いに依って様々
な値を取り得る量であり、歪み場の大きさそのものとは
直接的な対応関係はない。
【００２６】この為、歪み場の大きさは、赤外吸収ピー
クの高さや強度とは無関係に赤外吸収ピークの幅のみか
ら評価することができ、逆に言えば、赤外吸収ピークの
幅を測定することで歪み場の大きさ、即ち、シリコン結
晶のゲッタリング能力を定量化できるのである。
クの高さや強度とは無関係に赤外吸収ピークの幅のみか
ら評価することができ、逆に言えば、赤外吸収ピークの
幅を測定することで歪み場の大きさ、即ち、シリコン結
晶のゲッタリング能力を定量化できるのである。
【００２７】前記したところから、本発明に依る半導体
結晶評価方法に於いては、 （１）不純物酸素を１０16〔cm-3〕以上含んだシリコン
結晶について、４０（Ｋ）以下の低温中で波数域１２０
３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピークを観測し、該赤
外吸収ピークの半値幅を測定して不純物ゲッタリング能
力を評価することを特徴とするか、或いは、
結晶評価方法に於いては、 （１）不純物酸素を１０16〔cm-3〕以上含んだシリコン
結晶について、４０（Ｋ）以下の低温中で波数域１２０
３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピークを観測し、該赤
外吸収ピークの半値幅を測定して不純物ゲッタリング能
力を評価することを特徴とするか、或いは、
【００２８】（２）前記（１）に於いて、赤外吸収ピー
クの半値幅が波数２．１〔cm-1〕以上であるシリコン結
晶を良品と評価することを特徴とする。
クの半値幅が波数２．１〔cm-1〕以上であるシリコン結
晶を良品と評価することを特徴とする。
【００２９】前記手段を採ることに依り、シリコン結晶
からなる試料を破壊することなく、不純物のゲッタリン
グ能力を簡便且つ定量的に評価することが可能となり、
その評価に依ってゲッタリング能力が大と判定したシリ
コン結晶のみを基板として半導体装置を製造すれば、不
純物に依る製造歩留り低下などの問題を解消することが
できる。
からなる試料を破壊することなく、不純物のゲッタリン
グ能力を簡便且つ定量的に評価することが可能となり、
その評価に依ってゲッタリング能力が大と判定したシリ
コン結晶のみを基板として半導体装置を製造すれば、不
純物に依る製造歩留り低下などの問題を解消することが
できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１は本発明を実施するフーリエ
変換型赤外分光系を表す要部ブロック図であり、図に於
いて、１は赤外光源、２はビーム・スプリッタ、３は固
定ミラー、４は可動ミラー、５は赤外検出器、６は計算
機、７は記録計、８は試料をそれぞれ示している。
変換型赤外分光系を表す要部ブロック図であり、図に於
いて、１は赤外光源、２はビーム・スプリッタ、３は固
定ミラー、４は可動ミラー、５は赤外検出器、６は計算
機、７は記録計、８は試料をそれぞれ示している。
【００３１】シリコン結晶からなる試料８はホルダ（図
示せず）に固定され、赤外光源１からの赤外線は臭化カ
リウム（ＫＢｒ）からなるビーム・スプリッタ２で二等
分され、一方は固定ミラー３に依って、また、他方は可
動ミラー４に依ってそれぞれ反射される。
示せず）に固定され、赤外光源１からの赤外線は臭化カ
リウム（ＫＢｒ）からなるビーム・スプリッタ２で二等
分され、一方は固定ミラー３に依って、また、他方は可
動ミラー４に依ってそれぞれ反射される。
【００３２】各反射光は、ビーム・スプリッタ２で再び
重なって試料１に入射され、その透過光は、赤外光源１
から出射され、各ミラー３及び４で反射され、ビーム・
スプリッタ２で重ね合わされるまでの光路差に起因する
干渉パターンを発生する。
重なって試料１に入射され、その透過光は、赤外光源１
から出射され、各ミラー３及び４で反射され、ビーム・
スプリッタ２で重ね合わされるまでの光路差に起因する
干渉パターンを発生する。
【００３３】前記した干渉パターンをもつ透過光を４０
（Ｋ）以下の低温中で赤外検出器５を用いて検出し、計
算機６でフーリエ変換すると通常の赤外スペクトルが得
られるので、試料８に含有されている酸素の不純物振動
に依る赤外吸収ピークを記録計７に依って赤外線の波数
と赤外吸収ピーク強度との関係を表す図として表示させ
る。
（Ｋ）以下の低温中で赤外検出器５を用いて検出し、計
算機６でフーリエ変換すると通常の赤外スペクトルが得
られるので、試料８に含有されている酸素の不純物振動
に依る赤外吸収ピークを記録計７に依って赤外線の波数
と赤外吸収ピーク強度との関係を表す図として表示させ
る。
【００３４】図２は記録計７で表示させた赤外線の波数
と赤外吸収ピーク強度との関係を表す線図であり、横軸
に赤外線の波数を、また、縦軸に赤外吸収強度をそれぞ
れ採ってある。
と赤外吸収ピーク強度との関係を表す線図であり、横軸
に赤外線の波数を、また、縦軸に赤外吸収強度をそれぞ
れ採ってある。
【００３５】図から判るように、波数域１２０３±５
〔cm-1〕に赤外吸収ピークが現れているので、その半値
幅を測定すれば、試料１のゲッタリング能力が大きいか
否かを評価することができる。
〔cm-1〕に赤外吸収ピークが現れているので、その半値
幅を測定すれば、試料１のゲッタリング能力が大きいか
否かを評価することができる。
【００３６】本発明に依る評価方法に依ると、波数域１
２０３±５〔cm-1〕に現れた赤外吸収ピークの半値幅が
２．１〔cm-1〕以上であれば、不純物ゲッタリング能力
が大きいと判断して良い。
２０３±５〔cm-1〕に現れた赤外吸収ピークの半値幅が
２．１〔cm-1〕以上であれば、不純物ゲッタリング能力
が大きいと判断して良い。
【００３７】ここで対象にした試料１は、１０16〔c
m-3〕以上の不純物酸素を含むシリコン結晶であり、そ
の選択をした理由は、不純物酸素の検出限界が１０
16〔cm-3〕程度であることと１０16〔cm-3〕を下回る程
度の不純物酸素の存在は問題を起こさないことに依る。
m-3〕以上の不純物酸素を含むシリコン結晶であり、そ
の選択をした理由は、不純物酸素の検出限界が１０
16〔cm-3〕程度であることと１０16〔cm-3〕を下回る程
度の不純物酸素の存在は問題を起こさないことに依る。
【００３８】波数１２０３〔cm-1〕は、不純物酸素固有
の赤外吸収ピークに於ける中心値であり、また、波数領
域±５〔cm-1〕は、赤外吸収ピークの位置が温度変化に
起因して若干変動するので、波数領域±５〔cm-1〕中に
赤外吸収ピークの半値幅が収まるように変動幅を選定し
たことに依る。
の赤外吸収ピークに於ける中心値であり、また、波数領
域±５〔cm-1〕は、赤外吸収ピークの位置が温度変化に
起因して若干変動するので、波数領域±５〔cm-1〕中に
赤外吸収ピークの半値幅が収まるように変動幅を選定し
たことに依る。
【００３９】赤外吸収ピークの観測を４０（Ｋ）以下の
低温中で実施する理由は、高温になると波数域を異にし
て幾つか現れる赤外吸収ピークがブロードになって、波
数域１２０３±５〔cm-1〕の範囲で分離することが不可
能になる為であり、その低温として、好ましくは３０
（Ｋ）以下を採ると良い。
低温中で実施する理由は、高温になると波数域を異にし
て幾つか現れる赤外吸収ピークがブロードになって、波
数域１２０３±５〔cm-1〕の範囲で分離することが不可
能になる為であり、その低温として、好ましくは３０
（Ｋ）以下を採ると良い。
【００４０】図４は図１について説明したフーリエ変換
型赤外分光系を用いて実施した評価の結果を説明する為
の図２と同様な線図であり、横軸に赤外線の波数を、ま
た、縦軸に赤外吸収強度をそれぞれ採ってあり、（Ａ）
及び（Ｂ）は、それぞれ別々の試料について得られた結
果である。
型赤外分光系を用いて実施した評価の結果を説明する為
の図２と同様な線図であり、横軸に赤外線の波数を、ま
た、縦軸に赤外吸収強度をそれぞれ採ってあり、（Ａ）
及び（Ｂ）は、それぞれ別々の試料について得られた結
果である。
【００４１】（Ａ）の結果を得た試料は、厚さが６００
〔μｍ〕のシリコン・ウエハであって、酸素析出熱処理
前の波数域１２０３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピー
クを測定したものであり、半値幅Ｗは２．０〔cm-1〕に
なっている。
〔μｍ〕のシリコン・ウエハであって、酸素析出熱処理
前の波数域１２０３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピー
クを測定したものであり、半値幅Ｗは２．０〔cm-1〕に
なっている。
【００４２】（Ｂ）の結果を得た試料は、同じく厚さが
６００〔μｍ〕のシリコン・ウエハであり、ゲッタリン
グ能力を発生させる為、温度を７００〔℃〕、時間を１
２８〔時間〕として酸素析出熱処理を行なった後に測定
を行なったもので、ウエハ表面を除き、内部に酸素析出
物が生成されていて、赤外吸収ピークの半値幅Ｗは３．
１〔cm-1〕である。
６００〔μｍ〕のシリコン・ウエハであり、ゲッタリン
グ能力を発生させる為、温度を７００〔℃〕、時間を１
２８〔時間〕として酸素析出熱処理を行なった後に測定
を行なったもので、ウエハ表面を除き、内部に酸素析出
物が生成されていて、赤外吸収ピークの半値幅Ｗは３．
１〔cm-1〕である。
【００４３】さて、前記二種類のシリコン・ウエハを鉄
（Ｆｅ）標準溶液を滴下したアンモニア過酸化水素溶液
に５〔分〕間浸漬して強制汚染させる。これに依って、
シリコン・ウエハ表面付近でのＦｅ汚染濃度は１０
14〔原子個／ cm3〕となる。
（Ｆｅ）標準溶液を滴下したアンモニア過酸化水素溶液
に５〔分〕間浸漬して強制汚染させる。これに依って、
シリコン・ウエハ表面付近でのＦｅ汚染濃度は１０
14〔原子個／ cm3〕となる。
【００４４】次いで、温度を１０００〔℃〕、時間を１
〔時間〕として汚染拡散処理を行なってから、−５〔℃
／分〕で徐冷してゲッタリング処理を行ない、シリコン
・ウエハ表面付近のＦｅ濃度をＤＬＴＳ（ｄｅｅｐ ｌ
ｅｖｅｌ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏ
ｐｙ）に依って測定する。
〔時間〕として汚染拡散処理を行なってから、−５〔℃
／分〕で徐冷してゲッタリング処理を行ない、シリコン
・ウエハ表面付近のＦｅ濃度をＤＬＴＳ（ｄｅｅｐ ｌ
ｅｖｅｌ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏ
ｐｙ）に依って測定する。
【００４５】強制汚染後の熱処理に依って、Ｆｅはシリ
コン・ウエハ内部に生成された酸素析出物の周囲に在る
歪み場にトラップされるので、表面に在るものは少なく
なっている。
コン・ウエハ内部に生成された酸素析出物の周囲に在る
歪み場にトラップされるので、表面に在るものは少なく
なっている。
【００４６】図５は波数域１２０３±５〔cm-1〕に観測
される赤外吸収ピークの半値幅とシリコン・ウエハ表面
付近のＦｅ濃度の関係を表す線図であって、前記の説明
に見られる方法で測定を行なった結果を示すものであ
る。
される赤外吸収ピークの半値幅とシリコン・ウエハ表面
付近のＦｅ濃度の関係を表す線図であって、前記の説明
に見られる方法で測定を行なった結果を示すものであ
る。
【００４７】図に於いては、横軸に波数域１２０３±５
〔cm-1〕に観測される赤外吸収ピークの半値幅Ｗ〔c
m-1〕を、縦軸にシリコン・ウエハ表面付近のＦｅ濃度
〔原子個／ cm3〕をそれぞれ採ってあり、波数域１２０
３±５〔cm-1〕に観測される赤外吸収ピークの半値幅Ｗ
が大きいものほどＦｅ濃度は低くなっていて、ゲッタリ
ング能力が大きいことが判る。
〔cm-1〕に観測される赤外吸収ピークの半値幅Ｗ〔c
m-1〕を、縦軸にシリコン・ウエハ表面付近のＦｅ濃度
〔原子個／ cm3〕をそれぞれ採ってあり、波数域１２０
３±５〔cm-1〕に観測される赤外吸収ピークの半値幅Ｗ
が大きいものほどＦｅ濃度は低くなっていて、ゲッタリ
ング能力が大きいことが判る。
【００４８】
【発明の効果】本発明に依る半導体結晶評価方法に於い
ては、不純物酸素を１０16〔cm-3〕以上含んだシリコン
結晶について、４０（Ｋ）以下の低温中で波数域１２０
３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピークを観測し、該赤
外吸収ピークの半値幅を測定して不純物ゲッタリング能
力を評価する。
ては、不純物酸素を１０16〔cm-3〕以上含んだシリコン
結晶について、４０（Ｋ）以下の低温中で波数域１２０
３±５〔cm-1〕に現れる赤外吸収ピークを観測し、該赤
外吸収ピークの半値幅を測定して不純物ゲッタリング能
力を評価する。
【００４９】前記構成を採ることに依り、シリコン結晶
からなる試料を破壊することなく、不純物のゲッタリン
グ能力を簡便且つ定量的に評価することが可能となり、
その評価に依ってゲッタリング能力が大と判定したシリ
コン結晶のみを基板として半導体装置を製造すれば、不
純物に依る製造歩留り低下などの問題を解消することが
できる。
からなる試料を破壊することなく、不純物のゲッタリン
グ能力を簡便且つ定量的に評価することが可能となり、
その評価に依ってゲッタリング能力が大と判定したシリ
コン結晶のみを基板として半導体装置を製造すれば、不
純物に依る製造歩留り低下などの問題を解消することが
できる。
【図１】本発明を実施するフーリエ変換型赤外分光系を
表す要部ブロック図である。
表す要部ブロック図である。
【図２】記録計７で表示させた赤外線の波数と赤外吸収
ピーク強度との関係を表す線図である。
ピーク強度との関係を表す線図である。
【図３】格子間型酸素の形態を表す説明図である。
【図４】図１について説明したフーリエ変換型赤外分光
系を用いて実施した評価の結果を説明する為の図２と同
様な線図である。
系を用いて実施した評価の結果を説明する為の図２と同
様な線図である。
【図５】波数域１２０３±５〔cm-1〕に観測される赤外
吸収ピークの半値幅とシリコン・ウエハ表面付近のＦｅ
濃度の関係を表す線図である。
吸収ピークの半値幅とシリコン・ウエハ表面付近のＦｅ
濃度の関係を表す線図である。
１ 赤外光源 ２ ビーム・スプリッタ ３ 固定ミラー ４ 可動ミラー ５ 赤外検出器 ６ 計算機 ７ 記録計 ８ 試料
Claims (2)
- 【請求項１】不純物酸素を１０16〔cm-3〕以上含んだシ
リコン結晶について、 ４０（Ｋ）以下の低温中で波数域１２０３±５〔cm-1〕
に現れる赤外吸収ピークを観測し、 該赤外吸収ピークの半値幅を測定して不純物ゲッタリン
グ能力を評価することを特徴とする半導体結晶評価方
法。 - 【請求項２】赤外吸収ピークの半値幅が波数２．１〔cm
-1〕以上であるシリコン結晶を良品と評価することを特
徴とする請求項１記載の半導体結晶評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29256196A JPH10135293A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 半導体結晶評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29256196A JPH10135293A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 半導体結晶評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135293A true JPH10135293A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17783368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29256196A Withdrawn JPH10135293A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 半導体結晶評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10135293A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2019160874A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハのゲッタリング能力評価方法 |
| CN113703411A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 多晶硅生长过程监测系统、方法及多晶硅生产系统 |
-
1996
- 1996-11-05 JP JP29256196A patent/JPH10135293A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2019160874A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハのゲッタリング能力評価方法 |
| CN113703411A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 多晶硅生长过程监测系统、方法及多晶硅生产系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |