[发明专利]碳浓度评价方法

说明书

本发明提供一种碳浓度评价方法，其中，向硅晶圆中注入规定的元素的离子，然后利用低温PL法由CiCs复合物的发光强度测定碳浓度，所述碳浓度评价方法的特征在于，以1.1×10¹¹×[注入元素原子量]^‑0.73注入量(cm^‑2)4.3×10¹¹×[注入元素原子量]^‑0.73的注入条件进行所述离子的注入，并评价碳浓度。由此，提供一种能够高灵敏度地测定作为成像元件的光电二极管区域的表层1～2μm的碳浓度的碳浓度评价方法。

技术领域

本发明涉及一种碳浓度评价方法。

背景技术

作为用于制作半导体集成电路的基板，主要使用通过CZ(Czochralski)法制作的硅晶圆。认为近年来最先进的成像元件中的缺陷的原因在于器件活性区域中的极微量的金属杂质。具体而言，晶圆中的金属杂质由于形成深能级而成为白斑缺陷的原因。另一方面，器件工序中存在离子注入工序，会产生点缺陷。在离子注入中产生的点缺陷会与晶圆中的碳反应，形成CiCs复合物。可推测出由于CiCs复合物形成能级因而会成为白斑缺陷的一个原因。

晶圆中的碳浓度测定可列举出FT-IR法、SIMS或电子束照射+低温PL测定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-222801号公报

非专利文献

非专利文献1：JEITAEM-3503

非专利文献2：应用物理第84卷第11号(2015)p.976

发明内容

本发明要解决的技术问题

上述FT-IR法为使红外线透射晶圆，根据1106cm^-1处的红外吸收峰而对碳浓度进行定量的方法(非专利文献1)。然而，利用FT-IR法的分析由于利用透射光的吸收进行测定，因此为对整个晶圆深度方向的评价，无法进行作为器件活性层的最表层的评价。并且，灵敏度低，检测下限也高达0.03ppma左右。

上述二次离子质谱分析法(SIMS)能够通过对样本表面照射一次离子，并对溅射的二次离子进行质量分析从而进行元素分析。虽然SIMS分析能够测定碳浓度的深度方向分布，但是检测下限为0.05ppma左右，极低的碳分析是困难的。

上述电子束照射+低温PL测定法为下述方法：通过电子束照射而导入晶圆内的点缺陷与碳反应，形成间隙碳与替代碳的复合物(CiCs复合物)，利用低温PL法由该复合物的发光强度对碳浓度进行定量(非专利文献2)。

虽然该手法的灵敏度良好且检测下限低，但是会在整个晶圆深度方向上形成CiCs复合物，利用低温PL法所检测的CiCs复合物依赖于低温PL测定时的载流子的扩散深度。例如，非专利文献2中为约10μm，无法测定较之更浅的区域的碳浓度。例如，无法进行作为成像元件的光电二极管区域的表层1～2μm的评价。

此外，作为利用离子注入+PL法测定碳浓度的现有技术，有专利文献1，其为制作用于进行定量的校准曲线的方法。进一步，出于以高灵敏度测定碳浓度的角度，碳浓度测定中用于形成利用低温PL法进行检测的CiCs复合物的离子注入的条件并不是最优的。

本发明鉴于上述问题点而完成，其目的在于提供一种能够高灵敏度地测定作为成像元件的光电二极管区域的表层1～2μm的碳浓度的碳浓度评价方法。

解决技术问题的技术手段