JPS6117031A - シリコン結晶中の格子間酸素濃度測定方法及び測定装置 - Google Patents
シリコン結晶中の格子間酸素濃度測定方法及び測定装置Info
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Classifications
-
- 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
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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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はシリコン結晶中の格子間酸素の濃度を測定する
方法とその測定装置に関する。
方法とその測定装置に関する。
（従来技術とその問題点）
シリコンを用いるＬＳＩは、近年共々高集積化し、０４
ＫＤＲＡＭデバイスの全盛期を経て、今や２５６ ＫＤ
ＲＡＭデバイスに移行しつつある。またＣＭＯＳデバイ
スも一層高集積化し、サブミクロンデバイスの実現が期
待されている。
ＫＤＲＡＭデバイスの全盛期を経て、今や２５６ ＫＤ
ＲＡＭデバイスに移行しつつある。またＣＭＯＳデバイ
スも一層高集積化し、サブミクロンデバイスの実現が期
待されている。
このようなＬＳＩの高集積化により、従来あまり問題に
されなかったα線の飛来によるソフトエラーやインパク
トイオン化現象によるメモリ誤動作のようなデバイス信
頼性への影響が無視できなくなっている。また微細化に
伴う０ＭＯ８のラッチアップ防止も重要な課題である。
されなかったα線の飛来によるソフトエラーやインパク
トイオン化現象によるメモリ誤動作のようなデバイス信
頼性への影響が無視できなくなっている。また微細化に
伴う０ＭＯ８のラッチアップ防止も重要な課題である。
高濃度基板上に成長したエピタキシャル層をＭＯ８デバ
イスに用いることは、これらの問題を解決する有力な方
法として注目され、現在実用化が進められている。
イスに用いることは、これらの問題を解決する有力な方
法として注目され、現在実用化が進められている。
一方、シリコンウェーハは数多くのＬＳＩｇ造プロセス
の過程で重金属汚染にさらされ、これらの重金属が核と
なってデバイス活性層領域に格子欠陥を誘起し、耐圧の
低下、リーク電流の増加、ライフタイムの低下などをも
たらす。また最近ではドライプロセスの導入も顕著であ
り、必然的に重金属汚染の機会が増大する。ＬＳＩの高
集積化はこのような重金属汚染の影響を著しく受け、デ
バイス歩留りの低下が問題となる。
の過程で重金属汚染にさらされ、これらの重金属が核と
なってデバイス活性層領域に格子欠陥を誘起し、耐圧の
低下、リーク電流の増加、ライフタイムの低下などをも
たらす。また最近ではドライプロセスの導入も顕著であ
り、必然的に重金属汚染の機会が増大する。ＬＳＩの高
集積化はこのような重金属汚染の影響を著しく受け、デ
バイス歩留りの低下が問題となる。
このような重金属不純物を捕獲する方法として。
格子間酸素を熱処理により析出させて内部欠陥を形成し
、それが有する歪場を利用したイントリンシックゲッタ
リング（ＩＧ）法が試みられ、一部はすでに実用化して
いる。
、それが有する歪場を利用したイントリンシックゲッタ
リング（ＩＧ）法が試みられ、一部はすでに実用化して
いる。
したがって、今後のＬＳＩの信頼性、特性１歩留り向上
のためには高濃度不純物添加基板にＩＧ効果を併用する
ことが最も有効であると考えられる。
のためには高濃度不純物添加基板にＩＧ効果を併用する
ことが最も有効であると考えられる。
このような高濃度不純物を添加したシリコンウェーハを
熱処理し、ＩＧ効果に有効な内部欠陥の生成に関して、
最近いくつかの研究成果が報告されている１例えば１本
発明者らはＢを添加したｐ型シリコンウェーハでは不純
物濃度が２刈Ｑ”ｃｍ−３からｌ ）＜１０”ｍ−３の
範囲で、高密度の内部欠陥が容易に生成されるのに対し
て、ｓｂやＰを添加したｎ型シリコンウェーハでは、添
加濃度の増大と共に内部欠陥の生成が極めて困難となり
、例えば５ ×ＩＱ”ｃＩＩＬ−３のｓｂを添加したウ
ェーハではｐ型ウェーハに比較して３桁以上も内部欠陥
の密度は低かった。このようなｎ型ウェーハにＩＧ効果
に有効な内部欠陥を生成させるためには、低温、長時間
の熱処理を心安とした（Ｈ，Ｔｓｕｙａ ｅｔ ａｌ
、 Ｊｐｎ。
熱処理し、ＩＧ効果に有効な内部欠陥の生成に関して、
最近いくつかの研究成果が報告されている１例えば１本
発明者らはＢを添加したｐ型シリコンウェーハでは不純
物濃度が２刈Ｑ”ｃｍ−３からｌ ）＜１０”ｍ−３の
範囲で、高密度の内部欠陥が容易に生成されるのに対し
て、ｓｂやＰを添加したｎ型シリコンウェーハでは、添
加濃度の増大と共に内部欠陥の生成が極めて困難となり
、例えば５ ×ＩＱ”ｃＩＩＬ−３のｓｂを添加したウ
ェーハではｐ型ウェーハに比較して３桁以上も内部欠陥
の密度は低かった。このようなｎ型ウェーハにＩＧ効果
に有効な内部欠陥を生成させるためには、低温、長時間
の熱処理を心安とした（Ｈ，Ｔｓｕｙａ ｅｔ ａｌ
、 Ｊｐｎ。
Ｊ、Ａ、Ｐ、２２巻、１号、 １９８３ 、ページＬ’
１６〜Ｌ１８）。
１６〜Ｌ１８）。
ｎ型の不純物を高濃度に添加したシリコンウェーハで内
部欠陥が容易に生成しない理由として、ｎ生型ウェーハ
ではクーロン斥力に伴う点欠陥密度の低下が考えられる
が、他の理由として、ｎ生型ウェーハではもともと育成
されたシリコン単結晶に酸素が少ない可能性も考えられ
る。したがって高濃度不純物添加シリコン結晶の格子間
酸素濃度を測定し、この情報を結晶成長へフィードバッ
クして、適当な酸素濃度を有するシリコン単結晶を成長
し、ＩＱ効果をもつウェーハを°提供することが重要で
ある。
部欠陥が容易に生成しない理由として、ｎ生型ウェーハ
ではクーロン斥力に伴う点欠陥密度の低下が考えられる
が、他の理由として、ｎ生型ウェーハではもともと育成
されたシリコン単結晶に酸素が少ない可能性も考えられ
る。したがって高濃度不純物添加シリコン結晶の格子間
酸素濃度を測定し、この情報を結晶成長へフィードバッ
クして、適当な酸素濃度を有するシリコン単結晶を成長
し、ＩＱ効果をもつウェーハを°提供することが重要で
ある。
単結晶シリコンウェーハの格子間酸素濃度は、通常赤外
分光スペクトルを測定し、９μｍ （１１０７ｃＲ−１
）での吸収駿から換算式を用いて得られる。第１図中の
（ａ）はＳｂヲ６×１０１″ｃＩＩＬ−３添加シタシリ
コンウエーハの吸収スペクトルであり、９μｍに顕著な
格子間酸素の吸収がみられる。しかしながら、ｓｂを５
×１０１ｉｃＩｒＬ−３添加した高濃度ウェーハでは第
１図中の（ｂｌに示すように、自由電子による吸収が増
大して、スペクトルが測定できず、このような高濃度不
純物添加ウェーハの格子間酸素＃度を非破壊で分光的に
測定することは不可能とされていた。
分光スペクトルを測定し、９μｍ （１１０７ｃＲ−１
）での吸収駿から換算式を用いて得られる。第１図中の
（ａ）はＳｂヲ６×１０１″ｃＩＩＬ−３添加シタシリ
コンウエーハの吸収スペクトルであり、９μｍに顕著な
格子間酸素の吸収がみられる。しかしながら、ｓｂを５
×１０１ｉｃＩｒＬ−３添加した高濃度ウェーハでは第
１図中の（ｂｌに示すように、自由電子による吸収が増
大して、スペクトルが測定できず、このような高濃度不
純物添加ウェーハの格子間酸素＃度を非破壊で分光的に
測定することは不可能とされていた。
シリコンウェーハ中の酸素濃度を測定する方法としては
、二次イオン質量分析（Ｓ ＩＭ８ ）や放射化分析（
ＮＡ人）が従来から知られているが、これらの測定は、
破壊検査であること、また極めて問題であることは、酸
素原子の全体量を測定するために、格子間酸素だけを独
立して測定できないことである。
、二次イオン質量分析（Ｓ ＩＭ８ ）や放射化分析（
ＮＡ人）が従来から知られているが、これらの測定は、
破壊検査であること、また極めて問題であることは、酸
素原子の全体量を測定するために、格子間酸素だけを独
立して測定できないことである。
（本発明の目的）
本発明はこのような従来技術の欠点を除去せしめてシリ
コン結晶中特に高濃度に不純物を添加したシリコン単結
晶の格子間酸素濃度を非破壊で測定する方法と、その測
定装置を提供することにある。
コン結晶中特に高濃度に不純物を添加したシリコン単結
晶の格子間酸素濃度を非破壊で測定する方法と、その測
定装置を提供することにある。
（′発明の一構成）
本発明によれば、シリコン単結晶に高エネルギーを有す
る高速電子線を照射したのち、該シリコン単結晶４の赤
外吸収スペクトルを測定し、該スペクトルから格子間酸
素濃度を測定する方法が得られる。
る高速電子線を照射したのち、該シリコン単結晶４の赤
外吸収スペクトルを測定し、該スペクトルから格子間酸
素濃度を測定する方法が得られる。
更に本発明によれば、電子線発生部及び収束加速部、移
動可能な試料ホルダー及び赤外分光部を備え、前記試料
ホルダーは電子線照射時には前記収束加速部の直下に試
料が位置するように配置され１分光測定時には赤外線が
通過する位置に配置されることを特徴とする高濃度不純
物添加シリコン結５晶中の格子間酸素濃度測定装置が得
られる。
動可能な試料ホルダー及び赤外分光部を備え、前記試料
ホルダーは電子線照射時には前記収束加速部の直下に試
料が位置するように配置され１分光測定時には赤外線が
通過する位置に配置されることを特徴とする高濃度不純
物添加シリコン結５晶中の格子間酸素濃度測定装置が得
られる。
（発明の原理）
上述したように、高濃度不純物添加シリコンウェーハで
分光測定が不可能な理由は、自由電子による吸収が著し
いためである。そこで高エネルギーの電子線を照射する
ことにより、シリコン結晶中に高密度の欠陥準位を形成
して自由電子を捕獲させ、透過率の向上を試みた６本発
明によれば。
分光測定が不可能な理由は、自由電子による吸収が著し
いためである。そこで高エネルギーの電子線を照射する
ことにより、シリコン結晶中に高密度の欠陥準位を形成
して自由電子を捕獲させ、透過率の向上を試みた６本発
明によれば。
熱処理前の格子間酸素濃度の測定は勿論のこと。
ＩＧ効果を誘起させるために熱処理したシリコンウェー
ハの格子間酸素濃度も容易に非破壊で測定できる。
ハの格子間酸素濃度も容易に非破壊で測定できる。
（方法の発明の実施例）
第２図はｓｂが５ Ｘ ｔｏ”ｃＩＩＬ−３添加された
厚さ４００μｍのｎ生年結晶シリコンウェーハに加速エ
ネルギー７ ＭｅＶ 、照射量Ｉ Ｘ ＩＱ”ｃＩＩＬ
−２の電子線を照射したのち、分光スペクトルを測定し
た結果を示す。格子間酸素の吸収に対応する９μｍ帯に
、吸収の僅かな増加がみられるが、まだ全体として自由
電子による吸収が多いため、Ｓ／Ｎ が悪く、格子間酸
素を正確に測定することは困難であった。
厚さ４００μｍのｎ生年結晶シリコンウェーハに加速エ
ネルギー７ ＭｅＶ 、照射量Ｉ Ｘ ＩＱ”ｃＩＩＬ
−２の電子線を照射したのち、分光スペクトルを測定し
た結果を示す。格子間酸素の吸収に対応する９μｍ帯に
、吸収の僅かな増加がみられるが、まだ全体として自由
電子による吸収が多いため、Ｓ／Ｎ が悪く、格子間酸
素を正確に測定することは困難であった。
第３図はｓｂを５ ×１０”ｃｍ ” 添加したシリ
コンウェーハに、照射量５ Ｘ １０”ｃｗＬ”の電子
線を照射し、該試料の分光スペクトルである。光通過率
は著しく向上し、９μｍ帯に格子間酸素による吸収ピー
クが明白に観察された０本スペクトルから求めた格子間
酸素濃度の値は１０．８ ＸＩＯ”ｉｌｍ ”であった
、第４図は同じく照射量がＩ Ｘ １０”ｍ ２の電子
線を照射した場合のスペクトルで格子間酸素濃度の値は
１１．Ｉ ＸＩＯＩ７Ｇ−ｍ ”であった、このように
高エネルギーの電子線を照射することにより、光通過率
が増大し、分光スペクトルの測定が可能となった。
コンウェーハに、照射量５ Ｘ １０”ｃｗＬ”の電子
線を照射し、該試料の分光スペクトルである。光通過率
は著しく向上し、９μｍ帯に格子間酸素による吸収ピー
クが明白に観察された０本スペクトルから求めた格子間
酸素濃度の値は１０．８ ＸＩＯ”ｉｌｍ ”であった
、第４図は同じく照射量がＩ Ｘ １０”ｍ ２の電子
線を照射した場合のスペクトルで格子間酸素濃度の値は
１１．Ｉ ＸＩＯＩ７Ｇ−ｍ ”であった、このように
高エネルギーの電子線を照射することにより、光通過率
が増大し、分光スペクトルの測定が可能となった。
ところでこのような高速の電子線を照射することにより
、新しく欠陥準位が形成されるわけであるが、この欠陥
と格子間酸素が複合体をつくることが考えられる０本発
明者らは、この点に関しても詳細な検討を行い、格子間
酸素のより正確な測定法を検討した。第５図はｓｂが６
ＸｌＯ′５ｃＩＩＬ−３の低濃度シリコンウェーハの分
光スペクトルであり。
、新しく欠陥準位が形成されるわけであるが、この欠陥
と格子間酸素が複合体をつくることが考えられる０本発
明者らは、この点に関しても詳細な検討を行い、格子間
酸素のより正確な測定法を検討した。第５図はｓｂが６
ＸｌＯ′５ｃＩＩＬ−３の低濃度シリコンウェーハの分
光スペクトルであり。
格子間酸素は１７．３ Ｘｌ０１″ｃｒＩＬ”であツタ
、第６図は同じ＜ ６ Ｘ １０１ＳｃＩｒＬ”の低濃
度ウェーハに照射量がＩ Ｘ ＩＱ”ｃＩＩＬ−２の電
子線を照射したときの分光スペクトルで８３０ｃｒＩＬ
”に空孔と酸素の複合体から成るセンター（Ａセンター
）が観察されると同時に。
、第６図は同じ＜ ６ Ｘ １０１ＳｃＩｒＬ”の低濃
度ウェーハに照射量がＩ Ｘ ＩＱ”ｃＩＩＬ−２の電
子線を照射したときの分光スペクトルで８３０ｃｒＩＬ
”に空孔と酸素の複合体から成るセンター（Ａセンター
）が観察されると同時に。
格子間酸素濃度が１４． Ｉ Ｘ ｌｏ’ｃＩｒＬ−３
となり、 １８．５％減少した。この場合には形成され
たＡセンターに１８．５％の格子間酸素が移行し、複合
体を形成したものと考えられる。
となり、 １８．５％減少した。この場合には形成され
たＡセンターに１８．５％の格子間酸素が移行し、複合
体を形成したものと考えられる。
第８図は上記の第５図の分光スペクトルから第６図の分
光ス峡りトルを差し引いたもので、Ａセンターの増加と
、格子間酸素の減少が明白にみられる。
光ス峡りトルを差し引いたもので、Ａセンターの増加と
、格子間酸素の減少が明白にみられる。
第７図はｓｂが５ Ｘ ＩＱ”ｃｍ−３添加されたシリ
コンウェーハに照射量Ｉ Ｘ ＩＱ”ｍ ” の電子
線を照射したときの分光スペクトルで、 ８３０ｃｍ
−”のＡセンターの他に８７７ｃＩＩＬ’にｓｂと空孔
の複合体から成ると考えられる新しいセンター（Ｅセン
ター）が明白にみられた。この場合、Ａセンターは第６
図に゛ −０、みら れる値よりも少なく、約％であった。Ｓｂを高濃度に添
加したウェーハではＥセンター等ができるため、その分
だけＡセンターが減少し、したがって格子間酸素の移行
も少なくなると考えられる。
コンウェーハに照射量Ｉ Ｘ ＩＱ”ｍ ” の電子
線を照射したときの分光スペクトルで、 ８３０ｃｍ
−”のＡセンターの他に８７７ｃＩＩＬ’にｓｂと空孔
の複合体から成ると考えられる新しいセンター（Ｅセン
ター）が明白にみられた。この場合、Ａセンターは第６
図に゛ −０、みら れる値よりも少なく、約％であった。Ｓｂを高濃度に添
加したウェーハではＥセンター等ができるため、その分
だけＡセンターが減少し、したがって格子間酸素の移行
も少なくなると考えられる。
以上より求めた格子間酸素の値を第１表に示す。
第 １ 表
上に述べたようにｓｂを５ Ｘ １０”ｃｍ−３添加し
たシリコンウェーハにＩ Ｘ １０”ｃＩｒＬ”の電子
線を照射したときのＡセンターの値から、移行した格子
間酸素の値を見積ると０．５５ ＸＩＯ’（ｍ−３であ
った。
たシリコンウェーハにＩ Ｘ １０”ｃＩｒＬ”の電子
線を照射したときのＡセンターの値から、移行した格子
間酸素の値を見積ると０．５５ ＸＩＯ’（ｍ−３であ
った。
ｓｂが６ Ｘ １０”ｃＩＩＬ” のウェーハについ
て、Ａセンターの吸収係数αＡと格子間酸素濃度の減少
量Δ〔Ｏ１９の相関を検討した。その結果６人とΔ〔Ｏ
１９の間にはα人：Δ（０＋）＝ ２．６３ ： ３．
２ Ｘｌ０１？ の関係がみられた。
て、Ａセンターの吸収係数αＡと格子間酸素濃度の減少
量Δ〔Ｏ１９の相関を検討した。その結果６人とΔ〔Ｏ
１９の間にはα人：Δ（０＋）＝ ２．６３ ： ３．
２ Ｘｌ０１？ の関係がみられた。
一方、 ｓｂが５ Ｘ ＩＱｌｌｌＣＩＩＬ−３のウェ
ーハについて欧を測定したところ、０．４５ｃｍ ”で
あった、したがって、上の関係式からΔ〔山〕を見積る
と０．５５ＸＩＱ”ｃｍ−３であった、したがって５
Ｘ ＩＱ”ｍ ”のウェーハの光子線照射前の（０＋）
は１７．７刈Ｑ”ｃｗＬ−”と見積ることができた。従
って未照射ウエーノ１では１１．７ ＸＩＯ”、ｚ−”
の格子間酸素が存在していたと推定される。この値
をｓｂが６ Ｘ １０”ｃｍ−３添加されたウェーハの
格子間酸素濃度の値１７．３ ＸＩＯ”ｆｆｉ’ ３と
比較すると、６７．６％ であった、つまりｓｂを５
×１ＯＩ８ｃＩｒＬ−３添加したシリコン結晶は６ Ｘ
ＩＱ”’ｃｍ−３添加した結晶に比べて酸素が約７側
根度しか存在しないことが明らかになった。
ーハについて欧を測定したところ、０．４５ｃｍ ”で
あった、したがって、上の関係式からΔ〔山〕を見積る
と０．５５ＸＩＱ”ｃｍ−３であった、したがって５
Ｘ ＩＱ”ｍ ”のウェーハの光子線照射前の（０＋）
は１７．７刈Ｑ”ｃｗＬ−”と見積ることができた。従
って未照射ウエーノ１では１１．７ ＸＩＯ”、ｚ−”
の格子間酸素が存在していたと推定される。この値
をｓｂが６ Ｘ １０”ｃｍ−３添加されたウェーハの
格子間酸素濃度の値１７．３ ＸＩＯ”ｆｆｉ’ ３と
比較すると、６７．６％ であった、つまりｓｂを５
×１ＯＩ８ｃＩｒＬ−３添加したシリコン結晶は６ Ｘ
ＩＱ”’ｃｍ−３添加した結晶に比べて酸素が約７側
根度しか存在しないことが明らかになった。
一方、同様のシリコンウェーハをＳＩＭＳにより測定し
た。 ｓｂを５ ）Ｃ： ＩＱ”（ｍ−”添加したシリ
コン結晶と６ ＸＩＯ”添加した結晶の酸素濃度を比較
すると、高濃度シリコン結晶の酸素濃度は低濃度結晶に
比べて０．７１〜０．８５の範囲にあった。つまり８％
Ｍ８による測定からもｓｂを高濃度に添加したシリコン
結晶では酸素濃度がもともと少ないことが分った。
た。 ｓｂを５ ）Ｃ： ＩＱ”（ｍ−”添加したシリ
コン結晶と６ ＸＩＯ”添加した結晶の酸素濃度を比較
すると、高濃度シリコン結晶の酸素濃度は低濃度結晶に
比べて０．７１〜０．８５の範囲にあった。つまり８％
Ｍ８による測定からもｓｂを高濃度に添加したシリコン
結晶では酸素濃度がもともと少ないことが分った。
この実施例ではｓｂ濃度５ ＸＩＯ”ｍ ”の試料につ
いて照射量５ Ｘ ＩＱ”ｃｍ−２以上で測定したが、
最低限２ Ｘ １０”ｃｍ−２照射すれば測定できる。
いて照射量５ Ｘ ＩＱ”ｃｍ−２以上で測定したが、
最低限２ Ｘ １０”ｃｍ−２照射すれば測定できる。
本実施例中ではｓｂドープのシリコンについて述べたが
、Ｐドープ、 ＡｓドープのシリコンやＢドープのシリ
コンについても適用できる。
、Ｐドープ、 ＡｓドープのシリコンやＢドープのシリ
コンについても適用できる。
（測定装置の実施例）
第９図に示すように、を子線収束加速部（リニアツク）
１と赤外分光部２から主として構成される装置により、
本発明による方法で格子間酸素量を測定した。試料３は
冷却機能を持つ試料ホルダ４内に固定され、高輝度電子
線発生部８から出た電子線９は収束加速されて約１藤径
になり、加速電圧７ＭｅＶ で試料を通過する。一定の
照射量が照射される毎に試料ホルダは９０度回転して５
の位置に移動し、フーリエ変換型赤外分光部２からの収
束光７を照射位置に当て、反射鏡６を経て透過スペクト
ルを測定した。充分収束した遊子ビームを使用している
ので、加熱をおさえるために冷却を充分に行なえば短時
間で赤外光が透過する条件に到達する０本実施例ではウ
ェーハホルダ４中に水を流して冷却している。照射に伴
う格子欠陥の形成状況も同時にモニタする事も可能であ
る。なお冷却には表面に酸化膜形成しないという条件を
満たすものを使用する必要がある。
１と赤外分光部２から主として構成される装置により、
本発明による方法で格子間酸素量を測定した。試料３は
冷却機能を持つ試料ホルダ４内に固定され、高輝度電子
線発生部８から出た電子線９は収束加速されて約１藤径
になり、加速電圧７ＭｅＶ で試料を通過する。一定の
照射量が照射される毎に試料ホルダは９０度回転して５
の位置に移動し、フーリエ変換型赤外分光部２からの収
束光７を照射位置に当て、反射鏡６を経て透過スペクト
ルを測定した。充分収束した遊子ビームを使用している
ので、加熱をおさえるために冷却を充分に行なえば短時
間で赤外光が透過する条件に到達する０本実施例ではウ
ェーハホルダ４中に水を流して冷却している。照射に伴
う格子欠陥の形成状況も同時にモニタする事も可能であ
る。なお冷却には表面に酸化膜形成しないという条件を
満たすものを使用する必要がある。
以上に述べた装置により、いったん試料を設定すれば、
はぼ自動釣に高濃度基板の格子間酸素ｔが測定可能とな
った。
はぼ自動釣に高濃度基板の格子間酸素ｔが測定可能とな
った。
（発明の効果）
以上詳細に述べたように、本発明による測定方法及び測
定装置により、シリコン結晶中特に高濃度不純物添加シ
リコン結晶中の格子間酸素濃度の非破壊測定が可能とな
った。
定装置により、シリコン結晶中特に高濃度不純物添加シ
リコン結晶中の格子間酸素濃度の非破壊測定が可能とな
った。
本発明は、高濃度基板を用いたＩＧ効果の制御に極めて
有効な格子間酸素についての情報を提供し、ひいては超
ＬＳＩデバイスの信頼性１歩留り向上に多大の効果を発
揮するものである。
有効な格子間酸素についての情報を提供し、ひいては超
ＬＳＩデバイスの信頼性１歩留り向上に多大の効果を発
揮するものである。
第１図はｓｂを６ Ｘ １０’ｔｍ−３及び５ Ｘ Ｉ
Ｑ”ｃｍ−３添加したシリコンウェーハの分光スペクト
ルを示す図。 第２図はｓｂを５ Ｘ ｌ（７”ｃＩＩＬ−３添加した
シリコンウェーハに照射量Ｉ Ｘ ＩＱ”（ｒ２の電子
線を照射した場合の分光スペクトルを示す図、第３図は
ｓｂを５×Ｉ汽ｒ龜加したシリコンウェーハに照射量５
ＸｌＯＬＩｃＩＩＬ−２の電子線を照射した場合の分光
スペクトルを示す図、第４図は同じ濃度の試料に１×１
０町「２の電子線を照射したときの分光スペクトルを示
す図、第５図はｓｂを６×１α−「３添加したシリコン
ウェーハの分光スペクトルを示す図。第６図はｓｂを６
Ｘ １０′５ｃＩＩＬ−” 添加したシリコンウェ
ーハにｌ×１ＯＩ９ｃＦ２ の電子線を照射したとき
の分光スペクトルを示す図、第８図は第５図の分光スペ
クトルから第６図のそれを差し引いたスペクトルを示す
図。 第７図はＳｂを５ Ｘ １０′叱ｒ３添加したシリコン
ウェーハに照射ｔ Ｉ Ｘ １０’ｒ” の電子線を
照射したときの分光スペクトルを示す図。第９図は測定
装置の概念図で、１は電子線収束加速部、２は赤外分元
部、３は試料、４は冷却機能をもつ移動可能な試料ホル
ダー、５は照射後、移動した位置、６は反射鏡、７は収
束光、８は電子線発生部、９は電子線を示す。
Ｑ”ｃｍ−３添加したシリコンウェーハの分光スペクト
ルを示す図。 第２図はｓｂを５ Ｘ ｌ（７”ｃＩＩＬ−３添加した
シリコンウェーハに照射量Ｉ Ｘ ＩＱ”（ｒ２の電子
線を照射した場合の分光スペクトルを示す図、第３図は
ｓｂを５×Ｉ汽ｒ龜加したシリコンウェーハに照射量５
ＸｌＯＬＩｃＩＩＬ−２の電子線を照射した場合の分光
スペクトルを示す図、第４図は同じ濃度の試料に１×１
０町「２の電子線を照射したときの分光スペクトルを示
す図、第５図はｓｂを６×１α−「３添加したシリコン
ウェーハの分光スペクトルを示す図。第６図はｓｂを６
Ｘ １０′５ｃＩＩＬ−” 添加したシリコンウェ
ーハにｌ×１ＯＩ９ｃＦ２ の電子線を照射したとき
の分光スペクトルを示す図、第８図は第５図の分光スペ
クトルから第６図のそれを差し引いたスペクトルを示す
図。 第７図はＳｂを５ Ｘ １０′叱ｒ３添加したシリコン
ウェーハに照射ｔ Ｉ Ｘ １０’ｒ” の電子線を
照射したときの分光スペクトルを示す図。第９図は測定
装置の概念図で、１は電子線収束加速部、２は赤外分元
部、３は試料、４は冷却機能をもつ移動可能な試料ホル
ダー、５は照射後、移動した位置、６は反射鏡、７は収
束光、８は電子線発生部、９は電子線を示す。
Claims (2)
- （１）シリコン単結晶に高エネルギーを有する高速電子
線を照射したのち、該シリコン単結晶の赤外吸収スペク
トルを測定し、該スペクトルから格子間酸素濃度を測定
することを特徴とする格子間酸素濃度測定方法。 - （２）電子線発生部及び収束加速部、移動可能な試料ホ
ルダー及び赤外分光部を備え、前記試料ホルダーは電子
線照射時には前記収束加速部の直下に試料が位置するよ
うに配置され、分光測定時には赤外線が通過する位置に
配置されることを特徴とするシリコン結晶中の格子間酸
素濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137613A JPS6117031A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | シリコン結晶中の格子間酸素濃度測定方法及び測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137613A JPS6117031A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | シリコン結晶中の格子間酸素濃度測定方法及び測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117031A true JPS6117031A (ja) | 1986-01-25 |
| JPH0412415B2 JPH0412415B2 (ja) | 1992-03-04 |
Family
ID=15202770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137613A Granted JPS6117031A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | シリコン結晶中の格子間酸素濃度測定方法及び測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6117031A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0250707A2 (en) * | 1986-02-25 | 1988-01-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for measuring by infrared absorption the concentration of microcrystal defects in a silicon wafer used in the manufacture of a semiconductor element |
| US5066599A (en) * | 1989-07-27 | 1991-11-19 | Fujitsu Limited | Silicon crystal oxygen evaluation method using fourier transform infrared spectroscopy (ftir) and semiconductor device fabrication method using the same |
| JPH04105046A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-07 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 引上シリコンウェーハの格子間酸素濃度測定方法 |
| JP2019196990A (ja) * | 2018-05-10 | 2019-11-14 | 信越半導体株式会社 | 不純物濃度の測定方法 |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP59137613A patent/JPS6117031A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0250707A2 (en) * | 1986-02-25 | 1988-01-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for measuring by infrared absorption the concentration of microcrystal defects in a silicon wafer used in the manufacture of a semiconductor element |
| US5066599A (en) * | 1989-07-27 | 1991-11-19 | Fujitsu Limited | Silicon crystal oxygen evaluation method using fourier transform infrared spectroscopy (ftir) and semiconductor device fabrication method using the same |
| JPH04105046A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-07 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 引上シリコンウェーハの格子間酸素濃度測定方法 |
| JP2019196990A (ja) * | 2018-05-10 | 2019-11-14 | 信越半導体株式会社 | 不純物濃度の測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412415B2 (ja) | 1992-03-04 |
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