SEMI MF1366 - 二次イオン質量分析による高濃度ドープシリコン基板の酸素濃度測定の試験方法 -

Abstract

酸素の存在は、プロセスに起因する欠陥の形成を防止することにより、特定の製造作業に有益な場合があります。結晶成長プロセス中にシリコンウェーハ中に酸素が導入されます。したがって、シリコン結晶の酸素含有量を制御することは非常に重要です。

二次イオン質量分析法 (SIMS) は、エピタキシャル シリコンに使用される高濃度ドープ シリコン基板の酸素濃度を測定できます。この基板では、自由キャリア濃度が赤外線吸収を覆い隠し、シリコンの商業生産の特性評価手法として赤外線測定を通常使用することができません。 。

SIMS 測定により、高濃度にドープされたシリコン結晶内の酸素含有量を制御して生成することができます。

この試験方法は、プロセス管理、研究開発、および材料の受け入れの目的で使用できます。

この試験方法は、SIMS を使用した単結晶シリコン基板のバルク内の総酸素濃度の測定を対象としています。

この試験方法は、ホウ素、アンチモン、ヒ素、リンのドーパント濃度が 0.2% (1 × 1020 原子/cm3) 未満のシリコンに使用できます (SEMI MF723 を参照)。この試験方法は、 p型シリコンの抵抗率が 0.0012 ～ 1 W × cm、 n型シリコンの抵抗率が 0.008 ～ 0.2 W × cm であるシリコンに特に適用できます (SEMI MF43 を参照)。

この試験方法は、酸素含有量がフロート ゾーン シリコン サンプルで測定された SIMS 機器酸素バックグラウンドよりも大きいシリコンに使用できますが、この試験方法は、特に酸素含有量がはるかに大きい場合 (約 10 倍) に有用な精度を備えています。フロートゾーンシリコンで測定された酸素バックグラウンドよりも20倍）。

この試験方法は、 p型シリコンの場合は 1 W × cm を超え、 n型シリコンの場合は 0.1 W × cm を超える抵抗率を持つシリコン内の格子間酸素の測定に使用できる赤外吸収分光法を補完するものです (SEMI を参照) MF1188）。赤外線吸収測定は、測定手順を少し変更することで、 n型シリコンの場合は 0.02 ～ 0.1 W × cm まで拡張できます。

原理的には、さまざまなサンプル表面を使用できますが、精度の推定は化学機械研磨表面のデータから取得されました。

SEMI M59 — シリコンテクノロジーの用語
SEMI MF43 — 半導体材料の抵抗率の試験方法
SEMI MF723 — ヒ素ドープ、ホウ素ドープ、およびリンドープのシリコンの抵抗率とドーパント密度間の変換の実践

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