JPH0864650A - Fe−B濃度測定によるシリコンウェーハの評価方法 - Google Patents

Fe−B濃度測定によるシリコンウェーハの評価方法

Info

Publication number
JPH0864650A
JPH0864650A JP6222431A JP22243194A JPH0864650A JP H0864650 A JPH0864650 A JP H0864650A JP 6222431 A JP6222431 A JP 6222431A JP 22243194 A JP22243194 A JP 22243194A JP H0864650 A JPH0864650 A JP H0864650A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
silicon wafer
wafer
oxygen precipitation
calculated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6222431A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotaka Kato
裕孝 加藤
Kei Matsumoto
圭 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Techxiv Corp
Original Assignee
Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Electronic Metals Co Ltd filed Critical Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Priority to JP6222431A priority Critical patent/JPH0864650A/ja
Priority to TW084112410A priority patent/TW328627B/zh
Priority to US08/603,083 priority patent/US5742176A/en
Publication of JPH0864650A publication Critical patent/JPH0864650A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2648Characterising semiconductor materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P74/00Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
    • H10P74/20Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices characterised by the properties tested or measured, e.g. structural or electrical properties
    • H10P74/203Structural properties, e.g. testing or measuring thicknesses, line widths, warpage, bond strengths or physical defects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 SPV法を用いてシリコンウェーハのFe−
B濃度を測定する場合、ウェーハ内部に酸素析出欠陥が
あると前記濃度を大幅に高く算出する。そこで、正確な
Fe−B濃度の測定を可能とするためのシリコンウェー
ハの評価方法を提供する。 【構成】 SPV法を用いてp型シリコンウェーハの活
性化前後の少数キャリア拡散長Lb とLa とを測定した
上、(Lb −La )/Lb の値を算出する。この値をL
b とLb −La との相関を示すグラフから求めた定数C
と比較し、C未満であれば酸素析出ありと判断して濃度
計算から除外する。その他のウェーハについてのみ、F
e−B濃度(cm-3)≒1×1016(La -2−Lb -2
を演算する。これにより、酸素析出欠陥が高密度に発生
しているウェーハが混在しているロットであっても、F
e−B濃度を正確に把握することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Fe−B濃度測定によ
るシリコンウェーハの評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコンウェーハに含まれるFe−Bの
濃度測定方法として、従来から次の方法が知られてい
る。 (1)シリコンウェーハの表面にショットキー接合また
はp/n接合を形成し、DLTS(deep leve
l transient spectroscopy)
によりFe−Bが作る深い凖位の密度を測定する。 (2)シリコンウェーハの表面を、光照射による光学励
起あるいは200°C加熱により活性化させ、この活性
化の前後におけるFe−B解離などによる拡散長の変化
を測定し、前記測定値に基づいてFe−Bの濃度を算出
する。この方法は、表面光起電力法(surface
photovoltaic method、以下SPV
法という)として知られている。
【0003】前記SPV法によるシリコンウェーハのF
e−B濃度測定の手順概要を図4に示す。まず、所定の
処理が施されたFe−B結合状態のシリコンウェーハを
用意し(ステップ11)、シリコンウェーハの少数キャ
リアの拡散長Lb を測定する(ステップ12)。次に、
シリコンウェーハを200°C加熱などによりFe−B
→Feint +Bsub となる解離を生じさせた後、室温ま
で急冷し(ステップ13)、解離状態の少数キャリア拡
散長La を測定し(ステップ14)、前記Lb,La か
らFe−B濃度を算出する(ステップ15)。このとき
のFe−B濃度の計算式は、〔Fe−B〕≒1×1016
(La -2−Lb -2)である。ここで、Fe−B濃度の単
位はcm-3、La およびLb の単位はμmである。この
方法により、Fe−B濃度を高感度(108 cm-3オー
ダ)に測定することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術には次のような問題点がある。すなわち、 (1)DLTSにおいては、ショットキー接合またはp
/n接合の形成および濃度測定に長時間を要し、たとえ
ば真空蒸着による接合形成に1時間、更に1点の濃度測
定に1時間以上というように多大な工数を必要としてい
る。 (2)SPV法においては、ウェーハ内部に酸素析出欠
陥などが高密度に発生しているシリコンウェーハに対し
て、Fe−B濃度を実際の値よりも大幅に高く算出す
る。図3は、DLTSによるFe−B濃度とSPV法に
よるFe−B濃度との相関を示すグラフで、酸素ドナー
消去のための650°C前後の熱処理や1000°C前
後の一段熱処理を施したウェーハ、イントリンシックゲ
ッタリング構造を付与するため2ステップの熱処理を施
したウェーハ、裏面にポリシリコンを形成させたウェー
ハ、エピタキシャルウェーハなどでは前記両者の測定値
がほぼ一致している。しかし、酸素析出欠陥が高密度に
発生しているシリコンウェーハ(図中の△印)の場合
は、DLTSによるFe−B濃度に比べてSPV法によ
るFe−B濃度が著しく高い値になっている。すなわ
ち、シリコンウェーハの厚さ方向におけるキャリアの再
結合中心(酸素析出欠陥、Fe−B、格子間のFeな
ど)の分布が均一でない場合には、少数キャリアの拡散
長La 、Lb を正確に求めることができない。たとえ
ば、多段熱処理によりイントリンシックゲッタリングの
ための微小欠陥を形成および成長させたシリコンウェー
ハでは、両側の表面に無欠陥層が形成されており、酸素
析出欠陥などの欠陥分布が不均一な構造となっているの
で、前記無欠陥層の影響を受ける拡散長La 、Lb を測
定することになる。また、無欠陥層をエッチングなどに
より除去し、再結合中心の厚さ方向における分布の均一
性を確保したとしても、欠陥が高密度に発生しているシ
リコンウェーハでは200°C加熱などにより活性化す
る再結合中心がFe−B以外にも存在するためである。
【0005】本発明は、酸素析出欠陥の有無によってS
PV法によるシリコンウェーハのFe−B濃度が大幅に
異なる値を示すことに着目してなされたもので、前記欠
陥の有無を識別することによって正確なFe−B濃度の
測定を可能とするFe−B濃度測定によるシリコンウェ
ーハの評価方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るFe−B濃度測定によるシリコンウェ
ーハの評価方法は、p型シリコンウェーハにおけるFe
−B結合状態の少数キャリアの拡散長Lb と、活性化し
てFeint +Bsub に解離後急冷した状態の少数キャリ
アの拡散長La とをSPV法を用いて測定し、これらの
測定値の差からFe−B濃度を求めるシリコンウェーハ
のFe−B濃度測定において、(Lb −La )/Lb の
値がLb とLb −La との相関を示すグラフから求めた
所定の値に満たない場合は、前記ウェーハに酸素析出欠
陥があるものと判定してFe−B濃度の算出を中止し、
その他のウェーハに対してのみFe−B濃度を算出する
ことを特徴としている。
【0007】
【作用】上記構成によれば、SPV法を用いてp型シリ
コンウェーハの活性化前後の少数キャリア拡散長Lb と
La とを測定した上、(Lb −La )/Lb の値を算出
し、この値をLb とLb −La との相関を示すグラフか
ら求めた所定の値と比較して酸素析出の有無を選別する
ことにしたので、Fe−B濃度の算出対象ウェーハは酸
素析出のないものに限定される。従って、酸素析出欠陥
が高密度に発生しているウェーハが混在しているロット
であっても、Fe−B濃度を正確に把握することができ
る。
【0008】
【実施例】以下に、本発明に係るFe−B濃度測定によ
るシリコンウェーハの評価方法の実施例について、図面
を参照して説明する。図1は、SPV法を用いてシリコ
ンウェーハのFe−B濃度を測定する際に、濃度演算の
制御を実行するフローチャートである。図中、各ステッ
プの左端に記載した数字はステップ番号を示す。本実施
例の適用対象は、ボロンをドーパントとするp型のシリ
コンウェーハであり、ウェーハの抵抗率はSPV法によ
るFe−B濃度測定に適当な0.05Ω・cm程度以上
であることが望ましい。
【0009】Fe−Bが結合状態のシリコンウェーハに
対して、ステップ1で少数キャリア拡散長を測定し、そ
の値Lb を記憶する。このシリコンウェーハを200°
Cに加熱して活性化させ、Fe−B→Feint +Bsub
となる解離を生じさせた後、室温まで急冷する。そし
て、ステップ2で解離状態の少数キャリア拡散長を測定
し、その値La を記憶する。200°C加熱に代えてシ
リコンウェーハの表面に光を照射し、光学励起させても
よい。次に、ステップ3で前記測定値Lb およびLa
と、あらかじめ設定した定数Cとを読み込む。前記定数
Cは、図2に示すように酸素析出のないシリコンウェー
ハと、酸素析出のあるシリコンウェーハとについてそれ
ぞれ少数キャリア拡散長Lb とLb −La との相関を求
めた上、このグラフからC=(Lb −La )/Lb とし
て算出した定数である。そして、ステップ3で読み込ん
だLb とLb −La から(Lb −La )/Lb の演算を
行う(ステップ4)。ステップ5で(Lb −La )/L
b の演算結果と定数Cとを比較し、(Lb −La )/L
b <Cであればステップ6に移り、ウェーハのFe−B
濃度演算を中止してステップ1に戻る。このウェーハに
は酸素析出欠陥があるものと判定して分離し、次のウェ
ーハの測定を開始する。また、(Lb −La )/Lb ≧
Cであればステップ7でFe−B濃度を演算する。Fe
−B濃度の演算式は、〔Fe−B(cm-3)〕≒1×1
16(La -2−Lb -2)である。最後にステップ8で前
記演算結果を記録し、ステップ1に戻る。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、F
e−Bが結合状態および解離状態における少数キャリア
拡散長Lb ,La をそれぞれSPV法を用いて測定し、
(Lb−La )/Lb の値がLb とLb −La との相関
を示すグラフから求めた所定の値以上のウェーハ、すな
わち酸素析出欠陥のないウェーハのみを選別してFe−
B濃度演算の対象としたので、酸素析出欠陥が高密度に
発生しているウェーハが混在していても、Fe−B濃度
を正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SPV法を用いてシリコンウェーハのFe−B
濃度を測定する際に、濃度演算の制御を実行するフロー
チャートである。
【図2】酸素析出のないシリコンウェーハと酸素析出の
あるシリコンウェーハとについて、それぞれ活性化前後
の少数キャリア拡散長Lb ,La を測定し、前記Lb と
Lb −La との相関を示した図である。
【図3】DLTSによるFe−B濃度とSPV法による
Fe−B濃度との相関を示すグラフである。
【図4】SPV法によるシリコンウェーハのFe−B濃
度測定の手順概要を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 p型シリコンウェーハにおけるFe−B
    結合状態の少数キャリアの拡散長Lb と、活性化してF
    int +Bsub に解離後急冷した状態の少数キャリアの
    拡散長La とを表面光起電力法を用いて測定し、これら
    の測定値の差からFe−B濃度を求めるシリコンウェー
    ハのFe−B濃度測定において、(Lb −La )/Lb
    の値がLb とLb −La との相関を示すグラフから求め
    た所定の値に満たない場合は、前記ウェーハに酸素析出
    欠陥があるものと判定してFe−B濃度の算出を中止
    し、その他のウェーハに対してのみFe−B濃度を算出
    することを特徴とするFe−B濃度測定によるシリコン
    ウェーハの評価方法。
JP6222431A 1994-08-24 1994-08-24 Fe−B濃度測定によるシリコンウェーハの評価方法 Pending JPH0864650A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6222431A JPH0864650A (ja) 1994-08-24 1994-08-24 Fe−B濃度測定によるシリコンウェーハの評価方法
TW084112410A TW328627B (en) 1994-08-24 1995-11-22 Method of evaluating silicon wafers by measuring the Fe-B concentration
US08/603,083 US5742176A (en) 1994-08-24 1996-02-20 Method of measuring a Fe-B concentration of a silicon wafer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6222431A JPH0864650A (ja) 1994-08-24 1994-08-24 Fe−B濃度測定によるシリコンウェーハの評価方法
US08/603,083 US5742176A (en) 1994-08-24 1996-02-20 Method of measuring a Fe-B concentration of a silicon wafer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0864650A true JPH0864650A (ja) 1996-03-08

Family

ID=26524880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6222431A Pending JPH0864650A (ja) 1994-08-24 1994-08-24 Fe−B濃度測定によるシリコンウェーハの評価方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5742176A (ja)
JP (1) JPH0864650A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007281331A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Sumco Corp 少数キャリア拡散長測定方法およびシリコンウェーハの製造方法
JP2012049345A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Sumco Corp ボロンドープp型シリコンウェーハの鉄濃度分析方法および分析装置、シリコンウェーハ、ならびにシリコンウェーハの製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002086960A1 (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Memc Electronic Materials, Inc. Method for the preparation of a silicon wafer having stabilized oxygen precipitates
US6607927B2 (en) * 2001-09-28 2003-08-19 Agere Systems, Inc. Method and apparatus for monitoring in-line copper contamination
US20040010394A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-15 Seh America, Inc. Systems, methods and computer program products for determining contaminant concentrations in semiconductor materials
JP4416566B2 (ja) * 2004-04-26 2010-02-17 Sumco Techxiv株式会社 不純物金属濃度測定の方法
JP4743010B2 (ja) * 2005-08-26 2011-08-10 株式会社Sumco シリコンウェーハの表面欠陥評価方法
JP5103745B2 (ja) * 2006-01-31 2012-12-19 株式会社Sumco 高周波ダイオードおよびその製造方法
CN108140592B (zh) * 2015-10-07 2022-08-02 胜高股份有限公司 p型硅晶圆中的Fe浓度测量方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4598249A (en) * 1984-02-29 1986-07-01 Rca Corporation Method using surface photovoltage (SPV) measurements for revealing heavy metal contamination of semiconductor material
EP0295440B1 (de) * 1987-06-15 1992-04-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Messvorrichtung zur Bestimmung der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger zur zerstörungsfreien Detektion von Defekten und Verunreinigungen in Halbleiterkristallkörpern
US5369495A (en) * 1992-09-04 1994-11-29 University Of South Florida Semiconductor contaminant sensing system and method
US5661408A (en) * 1995-03-01 1997-08-26 Qc Solutions, Inc. Real-time in-line testing of semiconductor wafers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007281331A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Sumco Corp 少数キャリア拡散長測定方法およびシリコンウェーハの製造方法
US7727783B2 (en) 2006-04-11 2010-06-01 Sumco Corporation Method of measuring minority carrier diffusion length and method of manufacturing silicon wafer
JP2012049345A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Sumco Corp ボロンドープp型シリコンウェーハの鉄濃度分析方法および分析装置、シリコンウェーハ、ならびにシリコンウェーハの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5742176A (en) 1998-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2423956B1 (en) Method of analyzing iron concentration of boron-doped p-type silicon wafer and method of manufacturing silicon wafer
US4598249A (en) Method using surface photovoltage (SPV) measurements for revealing heavy metal contamination of semiconductor material
Beyer et al. Hydrogen stability in amorphous germanium films
Rodriguez et al. Computational aspects of laser radiometric multiparameter fit for carrier transport property measurements in Si wafers
US5418172A (en) Method for detecting sources of contamination in silicon using a contamination monitor wafer
Brower Electron paramagnetic resonance studies of Si-SiO2 interface defects
KR100722089B1 (ko) 실리콘 단결정 잉곳의 점결함 분포를 측정하는 방법
JP4940737B2 (ja) 少数キャリア拡散長測定方法およびシリコンウェーハの製造方法
US5742176A (en) Method of measuring a Fe-B concentration of a silicon wafer
CN114509450A (zh) 借助少子寿命表征硅片吸除金属杂质效率的装置和方法
Britton et al. Annealing and recrystallization of hydrogenated amorphous silicon
JPH07249666A (ja) シリコンウェーハの鉄濃度測定方法
TWI403719B (zh) 半導體基板之重金屬檢測方法
JPH0862122A (ja) シリコンウェーハの酸素析出欠陥密度評価方法
US20040010394A1 (en) Systems, methods and computer program products for determining contaminant concentrations in semiconductor materials
JPH113923A (ja) 半導体のサブミクロンシリコン表面層の金属汚染物質の検出方法
JP3876175B2 (ja) シリコン結晶中の窒素濃度測定方法、窒素濃度測定用換算表の作成方法、シリコンウエハの製造方法、及び半導体装置の製造方法
Helmich Improved understanding of boron-oxygen-related carrier lifetime degradation and regeneration in crystalline silicon solar cells
JP2011233761A (ja) ボロンドープp型シリコン中の鉄濃度測定方法およびボロンドープp型シリコンウェーハの製造方法
JPH08191091A (ja) シリコンウェーハの酸化膜耐圧強度の簡便評価法
JP4346628B2 (ja) シリコン結晶内窒素濃度算出用の換算係数の決定方法、窒素濃度測定方法、シリコンウエハの製造方法、及び半導体装置の製造方法
US6275293B1 (en) Method for measurement of OSF density
US20080182347A1 (en) Methods for monitoring ion implant process in bond and cleave, silicon-on-insulator (SOI) wafer manufacturing
JP4346629B2 (ja) シリコン結晶中の窒素濃度測定方法、シリコン結晶内窒素濃度算出用の換算係数の決定方法、シリコンウエハの製造方法、及び半導体装置の製造方法
JP5577842B2 (ja) ボロンドープp型シリコンウェーハの鉄濃度測定方法および測定装置、シリコンウェーハ、ならびにシリコンウェーハの製造方法