JPH11135586A - シリコンウエハのドーパント濃度測定方法 - Google Patents
シリコンウエハのドーパント濃度測定方法Info
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Abstract
求めることができるシリコンウエハのドーパント濃度測
定方法を提供する。 【解決手段】 ドーパントを含む厚さdのサンプルシリ
コンウエハと、実質的に同じ厚さdでドーパントを含ま
ないリファレンスシリコンウエハとの赤外線差吸光度A
を測定し、式αe =A/loge/d、(loge=
0.4343)によってキャリア吸収係数αe (c
m-1)を算出し、キャリア吸収係数αe (cm-1)に関
する分散理論の式 【数1】と、ドーパント濃度Nと抵抗率Rの関係を与え
るアーヴィンカーブ(Irvincurve)に基づい
て、ドーパント濃度N(cm-3)を求めるシリコンウエ
ハのドーパント濃度測定方法。
Description
エハのドーパント濃度を非接触で測定する方法に関する
ものである。
濃度は、4探針法を用いて測定している。
てウエハに接触させ、外側の2本の針から直流電流を流
し、内側の2本の針の間に生じる電位差を測定する。そ
して、得られた電位差から抵抗率を算出し、アーヴィン
カーブに従ってドーパント濃度を求める。
針をウエハ表面に接触させるため、表面に傷が付き易い
難点があった。
状態によって、測定値にばらつきが出易い欠点もあっ
た。複数回測定して平均をとっても良いが、その場合に
は、それだけ傷が付く可能性が増大する。
明は、シリコンウエハに非接触でドーパント濃度を求め
ることができるドーパント濃度測定方法を提供すること
を目的としている。
を含む厚さdのサンプルシリコンウエハと、実質的に同
じ厚さdでドーパントを含まないリファレンスシリコン
ウエハとの赤外線差吸光度Aを測定し、式αe =A/l
oge/d、(loge=0.4343)によってキャ
リア吸収係数αe (cm-1)を算出し、キャリア吸収係
数αe (cm-1)に関する分散理論の式
るアーヴィンカーブ(Irvincurve)に基づい
て、ドーパント濃度N(cm-3)を求めるシリコンウエ
ハのドーパント濃度測定方法を要旨としている。
ント濃度測定方法は、ドーパントを含む厚さdのサンプ
ルシリコンウエハと、実質的に同じ厚さdでドーパント
を含まないリファレンスシリコンウエハとの赤外線差吸
光度Aを測定し、式αe =A/loge/d、(log
e=0.4343)によってキャリア吸収係数αe (c
m-1)を算出し、キャリア吸収係数αe (cm-1)に関
する分散理論の式
るアーヴィンカーブ(Irvincurve)に基づい
て、ドーパント濃度N(cm-3)を求めるものである。
関する前記分散理論の式とアーヴィンカーブ(Irvi
n curve)に基づいて、吸収係数αe (cm-1)
対抵抗率R(Ωcm)の換算表(表1、表4)、また
は、吸収係数αe (cm-1)対ドーパント濃度N(cm
-3)の換算表を作成しておき、この換算表を利用してド
ーパント濃度N(cm-3)を求めることができる。
おき、このグラフを利用してドーパント濃度N(c
m-3)を求めることも可能である。
cmにおける赤外線差吸光度Aを測定することができ
る。
cmのボロンドープウエハのドーパント濃度を測定する
ことができる。
Ωcmのリンドープウエハのドーパント濃度を測定する
ことができる。これらの範囲をはずれると、赤外線吸光
度の値とドーパント濃度との相関が少なくなり、測定誤
差など種々の要因から1対1対応が正確にできなくな
る。
e)は、ASTM F723−81にも規定されてお
り、「抵抗率R」と「ドーパント濃度(キャリア濃度)
N」の関係を与えるものである。一般に、アーヴィンカ
ーブは、表及びグラフとして利用されるが、そのグラフ
を図1に示す。
ア吸収係数αe 」、「キャリア濃度(ドーパント濃度)
N」、及び、「電気伝導度δ0 (=1/R)」の間に
は、次の数式1の関係がある。
あり、移動度μは数式μ=1/(N・e・δ0 )によ
り、「ドーパント濃度N」と「電気伝導度δ0 」から求
められる。
式αe =A/loge/d、(loge=0.434
3)によって「キャリア吸収係数αe 」を算出すること
によって、非接触で「抵抗率R」、すなわち「ドーパン
ト濃度(キャリア濃度)N」を求めることが可能であ
る。
ろと振って(アーヴィンカーブに従って「ドーパント濃
度N」も変わる)、「抵抗率R」対「キャリア吸収係数
αe」の対応表を作っておくと良い。
R」対「キャリア吸収係数αe 」の対応表である。ただ
し、真空誘電率ε0 =8.854×10-12 S4 A2 /
m3 kg、Siの比誘電率ε=11.68、電子の電荷
e=1.602×10-19 SA、キャリアの有効質量m
* =1.78×10-31 kgとした。
率R」対「キャリア吸収係数αe 」の対応表である。た
だし、真空誘電率ε0 =8.85418×10-12 S4
A2/m3 kg、Siの比誘電率ε=11.68、電子
の電荷e=1.60219×10-19 SA、キャリアの
有効質量m* =2.642×10-31 kgとした。
による赤外吸収は、ドーパント濃度が高くなるほど強く
なる。また、低波数ほど、強くなる。
である。
ント濃度N」の値をいろいろと振って(アーヴィンカー
ブに従って「抵抗率R」も変わる)、「ドーパント濃度
N」対「キャリア吸収係数αe 」の対応表又はグラフを
作成しておいても良い。
μm〜2mm程度とする。
比較的小さい650cm-1を用いることができる。
は、シリコンの格子振動の影響、炭素の影響を少なくで
きる。ただし、その場合には、炭素や他の不純物(存在
する場合)のレベルをレファレンスとサンプルとで同じ
にしなければならない。また、厚さの差による誤差の影
響も大きくでるので、注意を要する。
い。
(サンプル1〜3、厚さ2mm)と、ノンドープのレフ
ァレンスシリコンウエハ(厚さ2mm)を用意し、赤外
分光器により垂直入射赤外吸収測定を行い、650cm
-1の吸収係数を求めた。
係数の算出値、及び、その算出値から表1に基づいて求
めたドーパント濃度を表2に示す。また、図2〜図4に
は、サンプル1〜3の赤外吸収スペクトルを示す。
1〜3の抵抗率を測定し、アーヴィンカーブからドーパ
ント濃度を求めた。その結果を表3に示す。
度と、抵抗率の実測値から求めたドーパント濃度の相関
を求めた。図5は、その相関図である。R2 =0.99
で非常に良い相関が得られた。
ンプル4〜7、厚さ2mm)と、ノンドープのレファレ
ンスシリコンウエハ(厚さ2mm)を用意し、赤外分光
器により、波数650cm-1の吸収係数を求めた。
係数の算出値、及び、その算出値から表4に基づいて求
めたドーパント濃度を表5に示す。また、図5には、測
定した赤外吸収スペクトルを示す。
4〜7の抵抗率を測定し、アーヴィンカーブからドーパ
ント濃度を求めた。その結果を表6に示す。
度と、抵抗率の実測値から求めたドーパント濃度の相関
を調べた。図5は、その相関図である。R2 =0.99
で非常に良い相関が得られた。
は、吸収係数から求めたドーパント濃度の約0.063
倍+3×1015倍の値となっている。従って、両者を自
由に換算することが可能である。
度測定方法によれば、シリコンウエハに非接触でドーパ
ント濃度を求めることができる。
トルを示すグラフ。
トルを示すグラフ。
トルを示すグラフ。
ト濃度と抵抗率より求めたドーパント濃度の相関図。
ペクトルを示すグラフ。
ト濃度と抵抗率より求めたドーパント濃度の相関図。
Claims (5)
- 【請求項1】 ドーパントを含む厚さdのサンプルシリ
コンウエハと、実質的に同じ厚さdでドーパントを含ま
ないリファレンスシリコンウエハとの赤外線差吸光度A
を測定し、式αe =A/loge/d、(loge=
0.4343)によってキャリア吸収係数αe (c
m-1)を算出し、キャリア吸収係数αe (cm-1)に関
する分散理論の式 【数1】 と、ドーパント濃度Nと抵抗率Rの関係を与えるアーヴ
ィンカーブ(Irvincurve)に基づいて、ドー
パント濃度N(cm-3)を求めるシリコンウエハのドー
パント濃度測定方法。 - 【請求項2】 予め、キャリア吸収係数αe (cm-1)
に関する前記分散理論の式とアーヴィンカーブ(Irv
in curve)に基づいて、吸収係数αe (c
m-1)対抵抗率R(Ωcm)の換算表(表1、表4)、
または、吸収係数αe (cm-1)対ドーパント濃度N
(cm-3)の換算表を作成しておき、この換算表を利用
してドーパント濃度N(cm-3)を求めることを特徴と
する請求項1に記載のシリコンウエハのドーパント濃度
測定方法。 - 【請求項3】 波数が650/cmにおける赤外線差吸
光度Aを測定することを特徴とする請求項1又は2に記
載のシリコンウエハのドーパント濃度測定方法。 - 【請求項4】 抵抗率が0.1〜16Ωcmのボロンド
ープウエハのドーパント濃度を測定することを特徴とす
る請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコンウエハ
のドーパント濃度測定方法。 - 【請求項5】 抵抗率が0.1〜1.6Ωcmのリンド
ープウエハのドーパント濃度を測定することを特徴とす
る請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコンウエハ
のドーパント濃度測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31155397A JP3685356B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | シリコンウエハのドーパント濃度測定方法 |
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JPH11135586A true JPH11135586A (ja) | 1999-05-21 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129530A (ja) * | 2008-03-14 | 2012-07-05 | Applied Materials Inc | プラズマイオン注入中にドーパント濃度を測定するための方法 |
JP2012199299A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ライフタイム値の測定方法及びこれを用いたウエーハの選別方法 |
WO2016098868A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動子及び圧電振動装置 |
JP2019125763A (ja) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
JP2021005720A (ja) * | 2016-10-26 | 2021-01-14 | グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. | 向上した電荷捕獲効率を有する高抵抗率シリコンオンインシュレータ基板 |
US11598023B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-03-07 | Sumco Corporation | Low resistivity wafer and method of manufacturing thereof |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP31155397A patent/JP3685356B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129530A (ja) * | 2008-03-14 | 2012-07-05 | Applied Materials Inc | プラズマイオン注入中にドーパント濃度を測定するための方法 |
JP2012199299A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ライフタイム値の測定方法及びこれを用いたウエーハの選別方法 |
WO2016098868A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動子及び圧電振動装置 |
CN106797207A (zh) * | 2014-12-17 | 2017-05-31 | 株式会社村田制作所 | 压电振子以及压电振动装置 |
US11196403B2 (en) | 2014-12-17 | 2021-12-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator and piezoelectric vibration device |
JP2021005720A (ja) * | 2016-10-26 | 2021-01-14 | グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. | 向上した電荷捕獲効率を有する高抵抗率シリコンオンインシュレータ基板 |
JP2019125763A (ja) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
US11598023B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-03-07 | Sumco Corporation | Low resistivity wafer and method of manufacturing thereof |
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