JP2018157009A

JP2018157009A - シリコン中の炭素検出方法

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Publication number: JP2018157009A
Application number: JP2017051099A
Authority: JP
Inventors: 戸部　敏視; Toshimi Tobe; 敏視戸部
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-16
Also published as: JP6689494B2

Abstract

【課題】シリコン中の炭素を高感度に又は安定して検出できる方法を提供する。【解決手段】シリコンに、混酸による湿式処理を行う。湿式処理を施したシリコンを、湿式処理から１４４時間以上又は７２時間〜１２０時間放置する。１４４時間以上又は７２時間〜１２０時間放置したシリコンに対して、炭素と水素を少なくとも含む複合体の不純物準位の密度を、ＤＬＴＳ法により測定する。得られた準位密度に基づいて、シリコン中の炭素濃度を評価する。ＤＬＴＳ測定に先立って湿式処理を行うことで、シリコン中に水素を導入でき、シリコン中の炭素と水素を少なくとも含む複合体の準位を活性化させることができ、湿式処理を行わなかったシリコンに比べて、高感度に炭素関連の準位密度を測定できる。湿式処理から１４４時間以上放置することで、安定した準位密度を得ることができる。湿式処理から７２時間〜１２０時間放置することで、準位密度を高感度に測定できる。【選択図】図１

Description

本発明は、シリコン中の炭素検出方法に関する。

半導体集積回路等のデバイスの高密度化、高集積化に伴い、デバイス動作の安定化が頓に望まれてきている。特にリーク電流や酸化膜耐圧等の特性値改善は重要な課題である。しかし、不純物が集積回路基板であるシリコンウェーハ中に混入すると、その後作製したデバイスの安定動作は望めないことになる。例えば、半導体集積回路の製造工程において、ウェーハ中の炭素は、１×１０^１５ａｔоｍｓ／ｃｍ^３以下の濃度であっても、デバイス特性に悪影響を及ぼすことが広く知られている。

したがって、ウェーハ中の炭素を低く抑えるために、正確な濃度測定技術が必要とされている。通常、この目的で炭素濃度測定はフーリエ変換赤外分光法（ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍＩｎｆｒａＲｅｄＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＦＴ−ＩＲ法）で測定される。この方法は、シリコンウェーハの赤外線吸収スペクトルから格子間炭素濃度を間接的に求める手法であり、簡便に測定できるため広く用いられている。

しかし、ＦＴ−ＩＲ法による炭素濃度測定において、１０^１４ａｔоｍｓ／ｃｍ^３台の濃度を精度良く測定することは極めて困難であるのが実情である。また、他の測定手法として挙げられるＳＩＭＳ（ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、二次イオン質量分析法）も同様である。

その点、ＤＬＴＳ（ＤｅｅｐＬｅｖｅｌＴｒａｎｓｉｅｎｔＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法は、１０^１３ａｔоｍｓ／ｃｍ^３台の濃度を測定できる可能性を持つ手法である。なお、ＤＬＴＳ法とは、測定対象に形成したショットキー接合部又はｐｎ接合部に印加する逆バイアス電圧を操作し、その接合部に生じる空乏層の静電容量変化の温度依存性から深い不純物準位に関する情報を得る方法である。このＤＬＴＳ法の測定結果は、例えばＤＬＴＳ信号強度と測定温度のグラフで示される。グラフ上に形成されたピークが、ある深い不純物準位の存在を示す。また、そのピークの温度から大まかに深い不純物準位のエネルギーが判明し、そのピークの高さが理論的に深い不純物準位の密度を示す。

ここで、例えば、非特許文献１に示される方法では、シリコン結晶中に存在する炭素関連準位Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３がＨ−Ｃ、Ｈ−Ｃ−Ｏ複合体により形成される深い不純物準位であり、特に、Ｅ３の準位は、Ｈ−Ｃに起因する準位のため、酸素に影響を受けないとされている。

とはいえ、このままでは１０^１３ａｔоｍｓ／ｃｍ^３台の炭素濃度を高感度に測定できるとまでは言えない。そこで、いくつかの工夫が提案されている。例えば、特許文献１では、炭素関連不純物準位であるＥ１、Ｅ２、Ｅ３を合算することが有効であることを示している。

ＭｉｎｏｒｕＹｏｎｅｔａ，ＹоｉｃｈｉＫａｍｉｕｒａ，ａｎｄＦｕｍｉｏＨａｓｈｉｍｏｔｏ，「Ｃｈｅｍｉｃａｌｅｔｃｈｉｎｇ‐ｉｎｄｕｃｅｄｄｅｆｅｃｔｓｉｎｐｈоｓｐｈоｒｕｓ‐ｄоｐｅｄｓｉｌｉｃоｎ」，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７０（３），１Ａｕｇｕｓｔ１９９１，ｐ．１２９５−１３０８

特開２０１６−１０８１５９号公報

しかし、ＤＬＴＳ法によりシリコン中の炭素関連の不純物準位を測定すると、ＤＬＴＳ信号強度が安定しないという問題がある。この点、従来のいずれの文献にも低濃度に存在する炭素関連準位を高感度に安定して測定するための本質的解決策として、準位が不安定になる原因について言及してはいない。そのため、真の対策を施すことができておらず、本質的解決策を施した有効な手法とまでは至っていない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、シリコン中の炭素を高感度に又は安定して検出できる方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のシリコン中の炭素検出方法は、シリコンに酸による湿式処理を行い、その湿式処理を行ってから７２時間〜１２０時間放置した後に、そのシリコン中に含まれる、炭素と水素を少なくとも含んだ複合体に起因した不純物準位をＤＬＴＳ法により測定することを特徴とする。本発明によれば、従来の手法より高感度にシリコン中の炭素を検出することができる。

また、本発明のシリコン中の炭素検出方法は、シリコンに酸による湿式処理を行い、その湿式処理を行ってから１４４時間以上放置した後に、そのシリコン中に含まれる、炭素と水素を少なくとも含んだ複合体に起因した不純物準位をＤＬＴＳ法により測定することを特徴とする。本発明によれば、従来の手法より安定してシリコン中の炭素を検出することができる。

また、上記複合体は炭素と水素のみを含んだ複合体とするのが好ましい。これにより、炭素、水素以外の元素の濃度の影響で、ＤＬＴＳ測定値がばらついてしまうのを抑制できる。

ＤＬＴＳ測定に先立って行われる湿式処理後の放置時間に対する、ＤＬＴＳ法により得られた炭素関連の準位密度の変化を示した図である。

以下、実施の形態について述べる。ＤＬＴＳ法は通常、ショットキー接合を形成する金属電極を測定試料表面に形成し、裏面にはオーミック接合を持つ金属電極を形成し、その２つの電極間に逆バイアスを印加し、生じた空乏層内の静電容量変化の温度依存性を取得すると、不純物が形成するエネルギー準位に応じた温度で静電容量変化がピークを形成する。そのピーク位置の静電容量変化から不純物準位密度を算出することができる。具体的に、ｎ型シリコンウェーハにおいて、表面に形成するショットキー電極には金が用いられることが多く、裏面に形成するオーミック電極にはガリウムが用いられることが多い。いずれの電極も酸化膜の存在しない清浄なシリコン面に形成することが望ましく、その清浄面を得るためにＨＦによる表面酸化膜除去が行われる。

本実施形態では、そのＨＦ処理に先立ち、酸によるエッチング（湿式処理）を行い、その反応中にシリコンウェーハに深く水素を導入することが一つの特徴である。具体的に、使用する酸は、ＨＮＯ_３とＨＦを含む混酸であることが多くの場合有効であることが知られている。

この湿式処理により、シリコン中に水素が導入される。それは、水素の拡散が極めて速いため、室温における湿式処理においても十分にシリコン内に導入できるからである。

しかし、このことは、導入された水素の不安定さを示すことになり、その安定性を調査することが、炭素関連準位の安定測定の鍵になると本発明者らは想到した。

図１にその確認実験結果を示す。３つの炭素関連準位Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のうち、酸素の影響を受けないＥ３準位に関し、混酸による湿式処理後、グラフの横軸に示す時間（ｈｏｕｒ）だけ放置し、その後、ＨＦによる表面除去とショットキー電極形成処理を行い、ＤＬＴＳ測定を行った。図１に示すように、大まかには混酸による湿式処理直後から次第に準位密度が減少する方向が示されている。この大きな傾向は湿式処理で導入された水素の不安定さを示すと考えられる。一方、湿式処理を行ってからの放置時間が７２〜９６時間に準位密度のピークが見られる。現時点では、このピークが形成される理由については定かではないが、水素と炭素が結合して複合体に変化する反応が総合的に最大効率を有するのがこのピークと考えられる。また、このピークは、湿式処理直後での準位密度（つまり放置時間が０時間での準位密度）よりも大きくなっている。また、ピーク以降は、徐々に準位密度が低下していく。

したがって、ある程度高濃度に炭素が存在し、その濃度を定量的に正確に安定して求めるためには、ピークを越えて準位密度が安定する、混酸による湿式処理を行ってから１４４時間以上経過するのを待ち、ＤＬＴＳ測定する方が望ましいことがわかる。この手法により、真のウェーハ中炭素濃度を求めるためには、他の手法で予め測定しておいたシリコン中炭素濃度と本手法により得られた準位密度との間に検量線を作成しておけばよい（詳細は後述）。

一方、定量的正確さより、微量炭素を検出するという定性的目的であれば、混酸による湿式処理を行ってからの放置時間が７２〜１２０時間に表れるピークを用いることが有効である。このピーク値は、１４４時間以上経過した安定して測定できた炭素関連準位密度に対し、２倍以上の濃度を有するため、このピークの出現をもって炭素の存在を確認する定性分析であれば、有効な測定手法となりうる。しかし、このピーク濃度を用いて定量値とすることは、ピーク高さの持つ不安定性から避けるべき手法であると考えられる。

以下、本実施形態に係るシリコン中の炭素濃度の測定方法の詳細を説明する。先ず、シリコン中の炭素濃度の定量的評価の目的でＤＬＴＳ測定する方法について説明する。

（シリコン中の炭素濃度の定量的評価）
先ず、炭素濃度が異なる複数の第１シリコン結晶を準備する。具体的には、例えば、ＦＺ法で引き上げたｎ型シリコン結晶インゴットを所定の厚さに切り出し、切り出したウェーハに粗研磨、エッチング及び研磨などを施して表面に鏡面加工がされた基板（ポリッシュドウェーハ）を準備する。なお、この基板は、例えばトランジスタ、ダイオード等の電子デバイスの形成用として作製された基板とすることができる。次に、基板からシリコン結晶を切り出して第１シリコン結晶を作製する。第１シリコン結晶の炭素濃度は、ＦＴ−ＩＲ法やＳＩＭＳにて測定可能な範囲（例えば、１×１０^１５〜１×１０^１６ａｔоｍｓ／ｃｍ^３）に調整するとよい。なお、第１シリコン結晶は、ＣＺ法（チョクラルスキー法）で形成されたとしても良いし、ＦＺ法（フローティングゾーン法）で形成されたとしても良いが、後述の第２シリコン結晶の結晶育成法と同じとする。また、第１シリコン結晶の炭素濃度は、ＳＩＭＳ、ＦＴ−ＩＲ法など、ＤＬＴＳ法以外の手法により予め測定、つまり既知としておく。

次に、ＤＬＴＳ測定に先立ち、各第１シリコン結晶の表面又は裏面又は両面に対して酸によるエッチング処理（湿式処理）を実施する。湿式処理としては、例えば、ＨＮＯ_３とＨＦを含む混酸液処理が挙げられる。混酸液処理は、酸液を所定液温にして第１シリコン結晶の表面をエッチングした後、第１シリコン結晶を純水でリンス処理するものである。混酸液処理としては、例えば、液温３０℃で第１シリコン結晶の表面を５０μｍ以下エッチングした後、３分間、純水で第１シリコン結晶をリンス処理する。なお、混酸液を構成する各酸（ＨＮＯ_３、ＨＦ等）の濃度や、混合比率（体積比又は質量比）は適宜に設定すればよい。また、混酸液処理の時間やエッチング量は適宜に設定すればよい。

この湿式処理を実施した後、第１シリコン結晶を一定時間放置する。具体的には、混酸による湿式処理を行ってから１４４時間以上放置する。１４４時間以上放置することで、後に実施するＤＬＴＳ測定により、湿式処理を行ってから７２〜１２０時間の間に現れる準位密度のピークの影響を抑制した形で準位密度を得ることができる（図１参照）。つまり、安定した準位密度を得ることができる。さらに安定した準位密度を得るためには、湿式処理後、１９２時間以上放置するのが好ましい。図１に示されるように、湿式処理後、１９２時間以上放置すると、準位密度の時間経過に対する変化度合いがより小さくなるためである。このとき、湿式処理後の放置時間の上限値は特にないが、生産性などを考慮して適宜決定すればよい。

ここで、湿式処理を行ってから１４４時間以上放置に関して、例えば、湿式処理を２月１日の午後１２時に実施した場合には、２月７日の午後１２時をもって湿式処理から１４４時間の放置となる。したがって、湿式処理を２月１日の午後１２時に実施した場合には、少なくとも２月７日の午後１２時まで第１シリコン結晶を放置する。

次に、湿式処理から１４４時間以上放置した各第１シリコン結晶に対してＤＬＴＳ法により炭素関連の不純物準位の密度を測定する。具体的には、炭素と水素とを少なくも含んだ複合体の不純物準位の密度を測定する。炭素と水素とを少なくも含んだ複合体の中でも特に炭素、水素以外の元素（酸素等）を含んでいない複合体（つまり、炭素、水素のみの複合体（Ｈ−Ｃ複合体））の準位密度を測定するのが好ましい。酸素等の他の元素の濃度の影響で、ＤＬＴＳ信号がばらついてしまうのを抑制するためである。第１シリコン結晶の導電型がｎ型の場合には、非特許文献１に示された炭素関連準位Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のうち、Ｈ−Ｃ複合体に起因した準位Ｅ３を測定するのが好ましい。なお、３つの不純物準位Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、ＤＬＴＳ法でｎ型シリコン結晶を測定することにより検出される約０．１１〜０．１５ｅＶの範囲に形成される炭素関連の不純物準位であって、準位Ｅ１のエネルギーが０．１１ｅＶ、準位Ｅ２のエネルギーが０．１３ｅＶ、準位Ｅ３のエネルギーが０．１５ｅＶである。

ＤＬＴＳ測定では、第１シリコン結晶の表面及び裏面に対してＨＦによる表面酸化膜除去処理を実施した後、表面に例えばＡｕを蒸着してショットキー電極とするとともに、その裏面には例えばＧａを塗布してオーミック電極を作製する。そして、２つの電極間に逆バイアス（例えば‐５Ｖ）を印加し、所定温度範囲（例えば３０〜３００Ｋの範囲）で掃引して、炭素関連の準位密度を測定する。

次に、各第１シリコン結晶から得られた炭素関連の準位密度と、各第１シリコン結晶の炭素濃度とに基づいて、炭素関連の準位密度と、シリコン中の炭素濃度との相関関係を示した検量線を導出する。なお、炭素関連の準位密度と、シリコン中の炭素濃度とがほぼ比例の関係となる場合には、第１シリコン結晶から得られた炭素関連の準位密度を、第１シリコン結晶の炭素濃度で除算することで、シリコン中の炭素が不純物準位を形成する割合である準位形成率を導出しても良い。この準位形成率も、炭素関連の準位密度とシリコン中の炭素濃度との相関関係を示した指標となる。

次に、炭素濃度が未知の第２シリコン結晶を準備する。第２シリコン結晶の作製法は第１シリコン結晶と同様である。

この第２シリコン結晶に対して、第１シリコン結晶に対して実施したのと同様の湿式処理を実施し、その湿式処理から１４４時間以上放置する。このとき、第２シリコン結晶に対する湿式処理からの放置時間は、第１シリコン結晶に対する湿式処理からの放置時間と同じとする。すなわち、例えば、第１シリコン結晶に対する放置時間を１９２時間とした場合には、第２シリコン結晶に対する放置時間も１９２時間とする。

次に、１４４時間以上放置した第２シリコン結晶に対してＤＬＴＳ法により炭素関連の不純物準位の密度を測定する。このとき、先に導出した検量線又は準位形成率が、Ｈ−Ｃ複合体に起因した準位Ｅ３に基づいて得られた場合には、第２シリコン結晶に対しても準位Ｅ３の密度を測定する。つまり、検量線又は準位形成率を構成する不純物準位と同じ不純物準位を第２シリコン結晶から測定する。なお、第２シリコン結晶に対するＤＬＴＳ測定の手順は、第１シリコン結晶に対するＤＬＴＳ測定の手順と同じである。

次に、第２シリコン結晶の炭素関連の準位密度と、第１シリコン結晶から得られた検量線又は準位形成率（シリコン中の炭素濃度と炭素関連の準位密度との相関関係）とに基づいて、第２シリコン結晶中の炭素濃度を求める。以上により、シリコン結晶中の炭素濃度をＤＬＴＳ法により求めることができる。

（シリコン中の炭素濃度の定性的評価）
次に、シリコン中の炭素濃度の定性的評価の目的でＤＬＴＳ測定する方法について説明する。

先ず、炭素濃度の評価対象となるシリコン結晶を準備する。このシリコン結晶はＣＺ法で製造されたとしても良いし、ＦＺ法で製造されたとしても良い。

次に、準備したシリコン結晶に対して、上記第１シリコン結晶に対して実施したのと同様の湿式処理を実施する。

この湿式処理を実施した後、シリコン結晶を一定時間放置する。具体的には、湿式処理から７２〜１２０時間放置する。図１で説明したように、湿式処理からの放置時間が７２〜１２０時間に準位密度のピークが現れるので、シリコン結晶を湿式処理から７２〜１２０時間間放置することで、後のＤＬＴＳ測定により、このピーク付近の準位密度を測定できる。つまり、高感度に準位密度を測定できる。

ここで、湿式処理から７２〜１２０時間放置に関して、例えば湿式処理を２月１日の午後１２時に実施した場合には、２月４日の午後１２時〜２月６日の午後１２時まで放置することを意味する。

次に、湿式処理から７２〜１２０時間放置したシリコン結晶に対してＤＬＴＳ法により炭素関連の不純物準位の密度を測定する。この準位密度の測定は、上述の第１シリコン結晶に対する準位密度の測定と同様である。

そして、得られた準位密度に基づいて、シリコン結晶中の炭素濃度を評価する。例えば、ＤＬＴＳ法により炭素関連の準位密度を測定できたということは、シリコン結晶中に微量ながらも炭素が存在することを意味するので、準位密度に基づいてシリコン結晶中の炭素の存在を確認評価する。

このように、本実施形態では、ＤＬＴＳ測定に先立って、シリコン結晶に対して酸による湿式処理を実施するので、シリコン結晶中に水素を導入できる。この導入により、シリコン結晶中の不純物準位のうち、炭素と水素を含んだ複合の準位を活性化でき、ＤＬＴＳ測定により、この準位を高感度に測定できる。

また、ＤＬＴＳ測定は、湿式処理から１４４時間以上放置した後に、又は湿式処理から７２〜１２０時間放置した後に行うので、安定して又は高感度に炭素関連の準位密度を測定できる。すなわち、湿式処理から１４４時間以上放置した後にＤＬＴＳ測定を行った場合には、時間経過に対する炭素関連の準位密度の変化が小さい時にその測定を行うことができるので、精度の高い準位密度を得ることができる。つまり、シリコン中の炭素濃度を精度よく測定できる。

一方、湿式処理から７２〜１２０時間放置した後にＤＬＴＳ測定を行った場合には、準位密度のピーク付近でその測定を行うことができるので、シリコン中の炭素を高感度に検出でき、シリコン中の炭素が微量（例えば炭素濃度が１０^１３ａｔоｍｓ／ｃｍ^３台）であっても、その炭素の存在を確認できる。

以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（比較例１）
ＦＺ法により、直径６インチ、方位＜１００＞、ｎ型、抵抗率が１０Ωｃｍで炭素を０．０３ｐｐｍａ程度含むシリコン結晶棒を引き上げた。このシリコン結晶棒を加工してシリコンウェーハとした。このシリコンウェーハを２群に分け、１群は何もせず、もう１群は、ＨＮＯ_３とＨＦの混酸により表層をエッチング（湿式処理）した。この湿式処理は、混酸の液温を３０℃として、シリコン結晶の表面を３μｍエッチングした後、シリコン結晶を３分間、純水でリンスする処理とした。その後、ただちに２群のシリコンウェーハともＨＦによる酸化膜除去を施し、Ａｕによるショットキー電極とＧａによるオーミック電極をそれぞれ表裏面に形成後、ＤＬＴＳ測定を行った。そのＤＬＴＳ測定では、電極間に−５Ｖ（逆バイアス）を印加し、温度３０〜３００Ｋの範囲で掃引してＨ−Ｃ複合体の準位Ｅ３の密度を測定した。

その結果、混酸処理を行った試料では、８×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度の炭素関連準位Ｅ３の密度が得られたのに対し、混酸処理を行わなかった試料では、２×１０^１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度の炭素関連準位Ｅ３の密度が得られ、混酸処理がＥ３準位活性化の効果をもつことがわかった。なお、混酸処理を行った試料から得られた準位密度（８×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度）は、図１の放置時間が０時間における点として示している。

（実施例１）
ＦＺ法により、直径６インチ、方位＜１００＞、ｎ型、抵抗率が１０Ωｃｍで炭素を０．０３ｐｐｍａ程度含むシリコン結晶棒を引き上げた。このシリコン結晶棒を加工してシリコンウェーハとした。このシリコンウェーハに対し、ＨＮＯ_３とＨＦの混酸による表層エッチングを施した。この湿式処理は、混酸の液温を３０℃として、シリコン結晶の表面を３μｍエッチングした後、シリコン結晶を３分間、純水でリンスする処理とした。その湿式処理から７２時間、シリコンウェーハを放置した。その後、ＨＦによる酸化膜除去を施し、Ａｕによるショットキー電極とＧａによるオーミック電極をそれぞれ表裏面に形成後、ＤＬＴＳ測定を行った。そのＤＬＴＳ測定では、電極間に−５Ｖ（逆バイアス）を印加し、温度３０〜３００Ｋの範囲で掃引してＨ−Ｃ複合体の準位Ｅ３の密度を測定した。

その結果、１．８×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度の炭素関連準位Ｅ３の密度が得られ、混酸処理直後に電極形成とＤＬＴＳ測定を行った試料よりも、２倍以上のＥ３準位密度を得ることができ、炭素存在の定性的判断を確実に行うことができた。なお、この準位密度（１．８×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度）は、図１の放置時間が７２時間における点として示している。

（実施例２）
湿式処理からの放置時間を１９２時間としたこと以外は、実施例１と同様にして、炭素関連準位Ｅ３の密度を測定した。

その結果、１．３×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度の炭素関連準位Ｅ３の密度が得られ、比較例１に示すような混酸処理を行わなかった試料の２倍弱程度のＥ３準位活性化効率を有しながら、安定したＥ３準位密度を得ることができ、炭素存在の定量的判断を確実に行うことができた。なお、この準位密度（１．３×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度）は、図１の放置時間が１９２時間における点として示している。

（実施例３）
湿式処理からの放置時間を９６時間としたこと以外は、実施例１と同様にして、炭素関連準位Ｅ３の密度を測定した。

その結果、１．２×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度の炭素関連準位Ｅ３の密度が得られ、混酸処理直後に電極形成とＤＬＴＳ測定を行った試料よりも大きいＥ３準位密度を得ることができ、炭素存在の定性的判断を確実に行うことができた。なお、この準位密度（１．２×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度）は、図１の放置時間が９６時間における点として示している。

（実施例４）
湿式処理からの放置時間を３３６時間としたこと以外は、実施例１と同様にして、炭素関連準位Ｅ３の密度を測定した。

その結果、１．０×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度の炭素関連準位Ｅ３の密度が得られ、比較例１に示すような混酸処理を行わなかった試料よりも大きいＥ３準位活性化効率を有しながら、安定したＥ３準位密度を得ることができ、炭素存在の定量的判断を確実に行うことができた。なお、この準位密度（１．０×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度）は、図１の放置時間が３３６時間における点として示している。

また、実施例２、４で得られた各準位密度の差は、０．３×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度であり、湿式処理からの放置時間が１９２時間以降では、１２０時間より前に比べて、時間経過に対する準位密度の変化が小さい。したがって、湿式処理からの放置時間を１４４時間以上（特に１９２時間以上）とすることで、炭素関連の準位密度が安定しているといえる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、かつ同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

例えば、上記実施例では、Ｈ−Ｃ複合体の準位Ｅ３の密度をＤＬＴＳ測定した例を示したが、Ｈ、Ｃを少なくとも含む準位Ｅ３以外の不純物準位（Ｈ−Ｃ−Ｏ複合体など）の密度をＤＬＴＳ測定して、その測定値に基づいてシリコン中の炭素濃度を評価しても良いし、特許文献１のように、Ｈ−Ｃ複合体、Ｈ−Ｃ−Ｏ複合体の準位Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の密度をＤＬＴＳ測定して、得られた密度の合計値に基づいて、シリコン中の炭素濃度を評価しても良い。

Claims

シリコンに酸による湿式処理を行い、その湿式処理を行ってから７２時間〜１２０時間放置した後に、そのシリコン中に含まれる、炭素と水素を少なくとも含んだ複合体に起因した不純物準位をＤＬＴＳ法により測定することを特徴とするシリコン中の炭素検出方法。
シリコンに酸による湿式処理を行い、その湿式処理を行ってから１４４時間以上放置した後に、そのシリコン中に含まれる、炭素と水素を少なくとも含んだ複合体に起因した不純物準位をＤＬＴＳ法により測定することを特徴とするシリコン中の炭素検出方法。
前記複合体は、炭素と水素のみを含んだ複合体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコン中の炭素検出方法。