[发明专利]氧浓度评价方法

说明书

本发明提供一种氧浓度评价方法，其通过PL法或CL法评价单晶硅中的氧浓度，该方法中，对单晶硅照射规定照射量的电子束或除碳和氧以外的离子束，于规定温度下测量C线的强度与G线的强度，求出该C线与该G线的强度比(Ci‑Oi强度/Ci‑Cs强度)，将强度比(Ci‑Oi强度/Ci‑Cs强度)及单晶硅中的碳浓度[Cs]代入下列的算式而评价氧浓度[Oi]：[Oi]＝α·(Ci‑Oi强度/Ci‑Cs强度)·[Cs]，其中，α为比例常数。由此提供以高灵敏度评价单晶硅中的氧浓度的方法。

技术领域

本发明涉及一种评价单晶硅中的氧浓度的方法。

背景技术

作为以高灵敏度测量单晶硅中的杂质浓度的方法，有低温光致发光(PL)法。

作为基于该低温PL法的氧浓度定量方法，专利文献1中公开了两种方法。第一种方法为通过对试样照射电子束以及碳离子或氧离子而形成复合缺陷，并测量起因于该复合缺陷的发光强度，根据该强度对氧浓度进行定量的方法。第二种方法为对试样照射大量的碳离子束而形成复合缺陷，并测量起因于该复合缺陷的发光强度，根据该强度对氧浓度进行定量的方法。

此外，作为基于低温PL法的碳浓度定量方法，例如，非专利文献1及专利文献1中公开了一种对试样照射电子束及碳离子或氧离子的离子束而形成复合缺陷，并测量起因于该复合缺陷的发光强度，根据该强度对碳浓度进行定量的方法。

专利文献2中公开了一种对碳浓度进行定量的方法，该方法中，将通过对单晶硅照射电子束而导入的间隙硅(I)由来的发光光谱(W线)以硅由来的发光线(TO线)的方式进行标准化，并对标准化得到的值与单晶硅中的碳浓度之间制作检量线，根据通过发光法得到的W线/TO线，对碳浓度进行定量。

专利文献3中公开了一种对碳浓度进行定量的方法，该方法中，向单晶硅中注入除碳和氧以外的离子，对由此形成的间隙碳或Ci-Cs或Ci-Oi的发光光谱强度与碳浓度之间制作检量线，根据碳关连复合缺陷的光谱强度，对碳浓度进行定量。

作为单晶硅中的氧浓度的测量方法，通常使用FT-IR法或SIMS法。关于检测下限值，FT-IR法中为0.07(ppma-JEITA)，SIMS法中为0.02(ppma)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平04-344443号公报

专利文献2：日本特开2015-111615号公报

专利文献3：日本特开2015-156420号公报

非专利文献

非专利文献1：M.Nakamura et al.,J.Electochem.Soc.141,3576(1994)

发明内容

本发明要解决的技术问题

作为通过测量形成在单晶硅中的复合缺陷的强度而高灵敏度地测量杂质浓度的方法，虽有低温PL法，但是如上所述，其多半为碳浓度测量方法。

专利文献1中公开了基于低温PL法的氧浓度测量方法，其为照射大量的碳离子束或电子束及离子束这两者并求出氧浓度的方法。但是，若照射氧或碳的离子束，则所照射的离子会对Ci-Cs、Ci-Oi的形成造成影响，因此使用此发光强度而求出的氧浓度并不准确。

此外，如上所述，通常将FT-IR法或SIMS法作为单晶硅中的氧浓度的测量方法，但是这些方法的灵敏度差，且关于检测下限值，FT-IR法中为0.07(ppma-JEITA)，SIMS法中为0.02(ppma)。

若硅单晶中存在氧，则容易形成Co-Oi。由于此复合缺陷会成为导致寿命减少的寿命杀手，因此特别是在功率器件中要求低氧。因此，高灵敏度地测量氧是很重要的。