JP4992996B2 - 窒素濃度測定方法及び窒素濃度測定用比例換算係数の算出方法 - Google Patents
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Description
これをαA(800−600)で表すことにする。
αA(800−600)=κ・NA ・・・(1)
αB(800−600)=κ・NB
となる。
NB=αB(800−600)/κ ・・・(2)
として求められる。
a.チョクラルスキー法によって引き上げたシリコンインゴットから切り出した一枚のシリコンウェハより一つの赤外線吸収測定用試料片を切り出す。
b.切り出した赤外線吸収測定用試料片を、窒素雰囲気中で600℃において、2〜15時間、例えば、2時間の熱処理を施す。
この熱処理において、赤外線吸収測定用試料片は準熱平衡状態に到達する。次いで、
c.熱処理を施した赤外線吸収測定用試料片について赤外線吸収スペクトルを取得する。
d.同一の赤外線吸収測定用試料片を、窒素雰囲気中で800℃において、2〜15時間、例えば、2時間の熱処理を施す。
この熱処理において、赤外線吸収測定用試料片は再び別の準熱平衡状態に到達する。次いで、
e.二度目の熱処理を施した赤外線吸収測定用試料片について再び赤外線吸収スペクトルを取得する。
f.600℃における熱処理後に取得した赤外線吸収スペクトルと、800℃における熱処理後に取得した赤外線吸収スペクトルとの963cm-1のピークにおける差スペクトルにおける吸光度α(800−600)を求める。
g.不純物窒素濃度が既知のシリコンチップについて、予め取得してある800℃と600℃の熱処理による差吸光度α(800−600)に関する比例換算係数κを用いて、上記の(2)式に基づいて、窒素濃度Nを、
N=α(800−600)/κ
として求める。
a.チョクラルスキー法によって引き上げたシリコンインゴットから切り出した一枚のシリコンウェハより二つの赤外線吸収測定用試料片を切り出す。
b.切り出した二つの赤外線吸収測定用試料片を、夫々別の熱処理装置を用い、一方は、窒素雰囲気中で600℃において、2〜15時間、例えば、2時間の熱処理を施して準熱平衡状態に到達させ、他方の赤外線吸収測定用試料片を、窒素雰囲気中で800℃において、2〜15時間、例えば、2時間の熱処理を施して別の準熱平衡状態に到達させる。
c.熱処理を施した二つの赤外線吸収測定用試料片について、夫々赤外線吸収スペクトルを取得する。
次いで、
d.二つの赤外線吸収スペクトルの963cm-1のピークにおける差スペクトルにおける吸光度α(800−600)を求める。
e.不純物窒素濃度が既知のシリコンチップについて、予め取得してある800℃と600℃の熱処理による差吸光度α(800−600)に関する比例換算係数κを用いて、上記の(2)式に基づいて、窒素濃度Nを、
N=α(800−600)/κ
として求める。
Claims (13)
- シリコン結晶を600℃に加熱して、準熱平衡状態に到らしめる第一の工程と、
前記シリコン結晶の第一の赤外線吸収スペクトルを測定する第二の工程と、
前記シリコン結晶を600℃より高い温度で加熱して、準熱平衡状態に到らしめる第三の工程と、
前記シリコン結晶の第二の赤外線吸収スペクトルを測定する第四の工程と、
前記第一の赤外線吸収スペクトルと前記第二の赤外線吸収スペクトルとの赤外線吸収差スペクトルを求め、窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める第五の工程と、
前記吸収ピークの強度に基づいて、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める第六の工程と、
を有することを特徴とする窒素濃度測定方法。 - 前記窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークとして963cm-1、996cm-1、1018cm-1のいずれかの波数に現れるものを用いることを特徴とする請求項1記載の窒素濃度測定方法。
- 前記第六の工程は、前記吸収ピークの強度と予め定められた比例換算係数とに基づいて、前記窒素濃度を求めることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の窒素濃度測定方法。
- 前記600℃より高い温度は、800℃であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の窒素濃度測定方法。
- 一つのシリコン母結晶から切り出した複数のシリコン結晶を準備する工程と、
前記複数のシリコン結晶の内、第一のシリコン結晶を600℃で加熱して、準熱平衡状態に到らしめる第一の工程と、
前記第一のシリコン結晶の第一の赤外線吸収スペクトルを測定する第二の工程と、
前記複数のシリコン結晶の内、第二のシリコン結晶を600℃より高い温度で加熱して、準熱平衡状態に到らしめる第三の工程と、
前記第二のシリコン結晶の第二の赤外線吸収スペクトルを測定する第四の工程と、
前記第一の赤外線吸収スペクトルと前記第二の赤外線吸収スペクトルとの赤外線吸収差スペクトルを求め、窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める第五の工程と、
前記吸収ピークの強度に基づいて、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める第六の工程と、
を有することを特徴とする窒素濃度測定方法。 - 前記シリコン母結晶は、チョクラルスキー法によって引き上げられたシリコンインゴットから切り出されたシリコンウェハであることを特徴とする請求項5記載の窒素濃度測定方法。
- 前記窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークとして963cm-1、996cm-1、1018cm-1のいずれかの波数に現れるものを用いることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の窒素濃度測定方法。
- 前記第六の工程は、前記吸収ピークの強度と予め定められた比例換算係数とに基づいて、前記窒素濃度を求めることを特徴とする請求項5至請求項7のいずれか1項に記載の窒素濃度測定方法。
- 前記600℃より高い温度は、800℃であることを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれか1項に記載の窒素濃度測定方法。
- 予め窒素濃度の測定されたシリコン結晶を、600℃で加熱して、準熱平衡状態に到らしめ、該シリコン結晶の第一の赤外線吸収スペクトルを測定し、
前記シリコン結晶を600℃より高い温度で加熱して、準熱平衡状態に到らしめ、該シリコン結晶の第二の赤外線吸収スペクトルを測定し、
前記第一の赤外線吸収スペクトルと前記第二の赤外線吸収スペクトルとの赤外線吸収差スペクトルを求め、窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求め、
前記求められた吸収ピークの強度と前記予め測定された窒素濃度に基づいて算出されることを特徴とする窒素濃度測定用比例換算係数の算出方法。 - 前記窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークとして、963cm-1、996cm-1、1018cm-1のいずれかの波数に現れるものを用いることを特徴とする請求項10記載の窒素濃度測定用比例換算係数の算出方法。
- 前記シリコン結晶は、二次イオン質量分析或いは放射化学分析によって、前記窒素濃度を予め測定されたものであることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の窒素濃度測定用比例換算係数の算出方法。
- 前記600℃より高い温度は、800℃であることを特徴とする請求項10乃至請求項12のいずれか1項に記載の窒素濃度測定用比例換算係数の算出方法。
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