JP5846899B2 - Semiconductor substrate analysis method - Google Patents
Semiconductor substrate analysis method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5846899B2 JP5846899B2 JP2011282503A JP2011282503A JP5846899B2 JP 5846899 B2 JP5846899 B2 JP 5846899B2 JP 2011282503 A JP2011282503 A JP 2011282503A JP 2011282503 A JP2011282503 A JP 2011282503A JP 5846899 B2 JP5846899 B2 JP 5846899B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- lifetime
- surface recombination
- recombination velocity
- bulk
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 191
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 183
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 102
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 102
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 68
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 14
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 17
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 4
- 238000006388 chemical passivation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
半導体基板の解析方法、特に半導体基板の表面再結合速度の解析方法に関する。 The present invention relates to a method for analyzing a semiconductor substrate, and more particularly to a method for analyzing a surface recombination velocity of a semiconductor substrate.
シリコン基板を代表とする半導体基板の解析方法として、マイクロ波光導電減衰(μ−PCD:Microwave−Photo Conductive Decay)法がよく用いられている。μ−PCD法は、キャリア密度に依存する半導体基板の導電率と、当該半導体基板に照射されたμ波の反射強度との間に相関があることを利用した解析方法である。ここで、電子または正孔がキャリアとして存在することのできる時間、言い換えると電子または正孔が生成されてからギャップ内準位にトラップされるまでの時間を、キャリアのライフタイムと呼ぶ。μ−PCD法では上記の相関関係を利用して、μ波の反射強度の減衰から半導体基板のキャリアのライフタイムを測定することができる。つまり、μ−PCD法を用いて半導体基板の解析を行うことにより、非破壊且つ非接触で当該半導体基板のキャリアのライフタイムの測定が可能となる(特許文献1参照)。そして、キャリアのライフタイムは半導体基板中の欠陥準位密度に反比例するため、キャリアのライフタイムから当該半導体基板の結晶状態を評価することができる。 As a method for analyzing a semiconductor substrate typified by a silicon substrate, a microwave photoconductive decay (μ-PCD) method is often used. The μ-PCD method is an analysis method using the fact that there is a correlation between the conductivity of the semiconductor substrate depending on the carrier density and the reflection intensity of the μ wave irradiated on the semiconductor substrate. Here, the time during which electrons or holes can exist as carriers, in other words, the time from when electrons or holes are generated until they are trapped at the level in the gap is called the carrier lifetime. In the μ-PCD method, the lifetime of the carrier of the semiconductor substrate can be measured from the attenuation of the reflection intensity of the μ wave using the above correlation. That is, by analyzing the semiconductor substrate using the μ-PCD method, the lifetime of the carrier of the semiconductor substrate can be measured in a non-destructive and non-contact manner (see Patent Document 1). Since the carrier lifetime is inversely proportional to the defect level density in the semiconductor substrate, the crystal state of the semiconductor substrate can be evaluated from the carrier lifetime.
μ−PCD法の概要は以下のようになる。まず、サンプルとなる半導体基板の表面にレーザ光を照射して当該半導体基板中で電子と正孔の過剰キャリアを生成し、当該半導体基板中のキャリア密度を増加させる。そしてレーザ照射を止めることにより、生成された過剰キャリアが再結合して消滅するので、キャリア密度は減少する。ここで、半導体基板のキャリア密度が増減するとそれに合わせて半導体基板の導電率も増減する。 The outline of the μ-PCD method is as follows. First, the surface of a sample semiconductor substrate is irradiated with laser light to generate excess carriers of electrons and holes in the semiconductor substrate, thereby increasing the carrier density in the semiconductor substrate. When the laser irradiation is stopped, the generated excess carriers are recombined and disappear, so that the carrier density decreases. Here, when the carrier density of the semiconductor substrate increases or decreases, the conductivity of the semiconductor substrate also increases or decreases accordingly.
このとき、上記のレーザ照射開始から半導体基板の過剰キャリアの減衰が終わるまで、当該半導体基板にμ波を照射し、反射μ波の強度を測定すると、上記過程におけるキャリア密度の変化に対応して測定される反射μ波の強度も変化する。すなわち、反射μ波強度の減衰からキャリア密度のライフタイムを測定することができる。 At this time, from the start of the laser irradiation until the attenuation of excess carriers on the semiconductor substrate ends, the semiconductor substrate is irradiated with μ waves, and the intensity of the reflected μ waves is measured, corresponding to the change in carrier density in the above process. The intensity of the reflected μ wave to be measured also changes. That is, the lifetime of the carrier density can be measured from the attenuation of the reflected μ wave intensity.
しかし、μ−PCD法で反射μ波強度の測定から求められたライフタイム(以下、一次モードライフタイムτ1と呼ぶ)は、半導体基板中の過剰キャリアのライフタイム(以下、バルクライフタイムτbと呼ぶ)に必ずしもならない。多くの場合、一次モードライフタイムτ1は、バルクライフタイムτbの寄与だけでなく、半導体基板の表面で過剰キャリアが再結合して消滅する現象(以下、当該現象を表面再結合と呼び、当該現象の速度を表面再結合速度Sと呼ぶ)の寄与を含む。 However, the lifetime (hereinafter referred to as primary mode lifetime τ 1 ) obtained from the measurement of the reflected μ wave intensity by the μ-PCD method is the lifetime of excess carriers in the semiconductor substrate (hereinafter referred to as bulk lifetime τ b). Is not necessarily called). In many cases, the primary mode lifetime τ 1 is not only the contribution of the bulk lifetime τ b , but also a phenomenon in which excess carriers recombine and disappear on the surface of the semiconductor substrate (hereinafter, this phenomenon is called surface recombination, This phenomenon includes the contribution of the surface recombination velocity S).
そこで、一次モードライフタイムτ1からバルクライフタイムτbの寄与と表面再結合速度Sの寄与を分離して半導体基板の結晶状態を評価する方法が提案されている(非特許文献1参照)。また、半導体基板を、ヨウ素を有機溶媒に溶かした溶液で処理する、ケミカルパッシベーションを行い、一次モードライフタイムτ1における表面再結合速度Sの寄与を十分に小さくして半導体基板のバルクの結晶状態を評価する方法も提案されている(特許文献2参照)。 Therefore, a method has been proposed in which the crystal state of the semiconductor substrate is evaluated by separating the contribution of the bulk lifetime τ b and the contribution of the surface recombination velocity S from the primary mode lifetime τ 1 (see Non-Patent Document 1). Further, the semiconductor substrate is treated with a solution in which iodine is dissolved in an organic solvent, chemical passivation is performed, and the contribution of the surface recombination velocity S in the first-order mode lifetime τ 1 is sufficiently reduced to make the bulk crystal state of the semiconductor substrate. A method for evaluating the above has also been proposed (see Patent Document 2).
例えば、非特許文献1に開示される表面再結合速度Sとバルクライフタイムτbの分離評価方法においては、厚さのみが異なり他の条件が同一の半導体基板を複数枚準備する必要があり、準備が煩雑になるという問題があった。 For example, in the separation evaluation method of the surface recombination velocity S and the bulk lifetime τ b disclosed in Non-Patent Document 1, it is necessary to prepare a plurality of semiconductor substrates that are different only in thickness and have the same other conditions, There was a problem that preparation was complicated.
また、特許文献2に示される、一次モードライフタイムτ1における表面再結合速度Sの寄与を十分に小さくして半導体基板の結晶状態を評価する方法、所謂S−loweringと呼ばれる方法では、表面再結合速度Sを評価することを前提としていない。 Also, in the method shown in Patent Document 2 in which the contribution of the surface recombination velocity S to the primary mode lifetime τ 1 is made sufficiently small to evaluate the crystal state of the semiconductor substrate, so-called S-lowering, It is not assumed that the coupling speed S is evaluated.
このように、μ−PCD法を用いて半導体基板の表面再結合速度Sを簡便に求め、それにより半導体基板の表面の状態を解析することは不可能であった。 As described above, it has been impossible to simply obtain the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate by using the μ-PCD method and thereby analyze the state of the surface of the semiconductor substrate.
このような問題に鑑みて、μ−PCD法を用いて簡便に半導体基板の表面の状態を解析する方法を提供することを目的の一とする。特に、μ−PCD法を用いて当該半導体基板の表面再結合速度Sを近似的に求める方法を提供することを目的の一とする。 In view of such a problem, an object is to provide a method for simply analyzing the surface state of a semiconductor substrate using a μ-PCD method. In particular, an object is to provide a method of approximately obtaining the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate using the μ-PCD method.
開示する発明では、薄い厚さの半導体基板を用いることで、μ−PCD法で測定される一次モードライフタイムτ1における半導体基板の表面の寄与を、半導体基板のバルクの寄与より十分大きくする。これにより、μ−PCD法を用いて求められる、表面再結合速度Sとバルクライフタイムτbを変数とするS−τb曲線において、バルクライフタイムτbを無限大として近似的な表面再結合速度Sを求めることができる。具体的には以下のような方法を用いて半導体基板の解析を行う。 In the disclosed invention, by using a semiconductor substrate having a small thickness, the contribution of the surface of the semiconductor substrate in the primary mode lifetime τ 1 measured by the μ-PCD method is made sufficiently larger than the contribution of the bulk of the semiconductor substrate. Thus, in the S-τ b curve obtained by using the μ-PCD method and using the surface recombination velocity S and the bulk lifetime τ b as variables, the approximate surface recombination with the bulk lifetime τ b being infinite. The speed S can be determined. Specifically, the semiconductor substrate is analyzed using the following method.
開示する発明の一態様は、厚さW、少数キャリア拡散定数D、バルクライフタイムτbが下記の式(1)を満たすような半導体基板を用いる。 One embodiment of the disclosed invention uses a semiconductor substrate in which the thickness W, the minority carrier diffusion constant D, and the bulk lifetime τ b satisfy the following formula (1).
それから、マイクロ波光導電減衰法を用いて、半導体基板の表面で反射されたマイクロ波の反射強度の減衰から一次モードライフタイムτ1を測定し、厚さW、少数キャリア拡散定数Dおよび一次モードライフタイムτ1を代入して、半導体基板の表面再結合速度Sおよびバルクライフタイムτbを変数とする下記の式(2)で示される曲線を求める。 Then, using the microwave photoconductive decay method, the primary mode lifetime τ 1 is measured from the attenuation of the reflection intensity of the microwave reflected from the surface of the semiconductor substrate, and the thickness W, minority carrier diffusion constant D, and primary mode life are measured. By substituting time τ 1 , a curve represented by the following formula (2) using the surface recombination velocity S and bulk lifetime τ b of the semiconductor substrate as variables is obtained.
そして、式(2)で示される曲線において、バルクライフタイムτbが無限大における表面再結合速度Sの極限値から近似的な表面再結合速度Sを求めることによって、半導体基板の解析を行う。 Then, the semiconductor substrate is analyzed by obtaining an approximate surface recombination velocity S from the limit value of the surface recombination velocity S when the bulk lifetime τ b is infinite in the curve represented by the equation (2).
上記において、半導体基板の厚さWが50μm以上1.5mm以下であることが好ましい。また、半導体基板のバルクライフタイムτbが100μsec以上であることが好ましい。また、半導体基板としてシリコン基板を用いることが好ましい。 In the above, it is preferable that the thickness W of the semiconductor substrate is 50 μm or more and 1.5 mm or less. Further, the bulk lifetime τ b of the semiconductor substrate is preferably 100 μsec or more. A silicon substrate is preferably used as the semiconductor substrate.
また、マイクロ波光導電減衰法による測定の前に、半導体基板に表面処理としてフッ化水素酸による処理を行うことが好ましい。また、表面処理後の半導体基板の表面再結合速度Sが100cm/sec以上100000cm/sec以下であることが好ましい。 Further, it is preferable to perform a treatment with hydrofluoric acid as a surface treatment on the semiconductor substrate before the measurement by the microwave photoconductive decay method. Moreover, it is preferable that the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate after the surface treatment is 100 cm / sec or more and 100000 cm / sec or less.
開示する発明では、μ−PCD法を用いて簡便に半導体基板の表面の状態を解析する方法を提供することができる。特に、μ−PCD法を用いて当該半導体基板の表面再結合速度Sを近似的に求める方法を提供することができる。 The disclosed invention can provide a method for simply analyzing the surface state of a semiconductor substrate using the μ-PCD method. In particular, it is possible to provide a method of approximately obtaining the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate using the μ-PCD method.
本発明の実施の形態の一例について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 An example of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。 Note that the position, size, range, and the like of each component illustrated in the drawings and the like may not represent the actual position, size, range, or the like for easy understanding. Therefore, the disclosed invention is not necessarily limited to the position, size, range, or the like disclosed in the drawings and the like.
なお、本明細書等における「第1」、「第2」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。 It should be noted that ordinal numbers such as “first” and “second” in this specification and the like are added to avoid confusion among components and are not limited numerically.
(実施の形態)
本実施の形態では、μ−PCD法を用いて近似的な表面再結合速度Sを求める半導体基板の解析方法について、図1乃至図5を用いて説明する。
(Embodiment)
In this embodiment, a semiconductor substrate analysis method for obtaining an approximate surface recombination velocity S using the μ-PCD method will be described with reference to FIGS.
まず、本実施の形態で示す解析方法で用いる、μ−PCD法で半導体基板のキャリアのライフタイムを測定する原理について図1(A)および図1(B)を用いて説明する。 First, the principle of measuring the carrier lifetime of a semiconductor substrate by the μ-PCD method used in the analysis method described in this embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、図1(A)に示すように、半導体基板100にレーザ光102と照射μ波104を照射する。レーザ光102の照射により半導体基板100中において、電子(図1中の黒丸)と正孔(図1中の白丸)の過剰キャリアが生成される。過剰キャリアが生成され、半導体基板100中のキャリア密度が増加すると、半導体基板100の導電率も増加する。 First, as shown in FIG. 1A, a semiconductor substrate 100 is irradiated with a laser beam 102 and an irradiation μ wave 104. Irradiation with the laser light 102 generates excess carriers of electrons (black circles in FIG. 1) and holes (white circles in FIG. 1) in the semiconductor substrate 100. When excess carriers are generated and the carrier density in the semiconductor substrate 100 increases, the conductivity of the semiconductor substrate 100 also increases.
また、照射μ波104は半導体基板100の表面で反射され、反射μ波106aはμ波検出器108により検波される。このとき反射μ波106aの反射強度は、半導体基板100の導電率、すなわちキャリア密度とほぼ線形の関係があるので、レーザ照射により半導体基板100に過剰キャリアが生成されるにつれてμ波検出器108で検波される反射μ波106aの強度は強くなる。 The irradiation μ wave 104 is reflected by the surface of the semiconductor substrate 100, and the reflected μ wave 106 a is detected by the μ wave detector 108. At this time, since the reflection intensity of the reflected μ wave 106a has a substantially linear relationship with the conductivity of the semiconductor substrate 100, that is, the carrier density, the μ wave detector 108 increases the number of excess carriers generated in the semiconductor substrate 100 by laser irradiation. The intensity of the reflected μ wave 106a to be detected is increased.
次に、図1(B)に示すように、半導体基板100に対するレーザ光102の照射を止める。レーザ光102の照射を止めると、半導体基板100中における電子と正孔の過剰キャリアの生成も止まる。逆にレーザ光102により生成された過剰キャリアが、半導体基板100中の結晶欠陥などにおいて再結合し始めるので、半導体基板100中のキャリア密度は減少する。キャリア密度の減少に伴い、半導体基板100の導電率も減少するので、μ波検出器108で検波される反射μ波106bの強度も減衰する。よって、検波される反射μ波106bの減衰から半導体基板100のキャリア密度の減少量を得ることができ、キャリア密度の減少に要する時間からキャリアのライフタイムが得られる。 Next, as shown in FIG. 1B, the irradiation of the laser light 102 on the semiconductor substrate 100 is stopped. When the irradiation of the laser beam 102 is stopped, generation of excess carriers of electrons and holes in the semiconductor substrate 100 is also stopped. Conversely, excess carriers generated by the laser beam 102 begin to recombine at crystal defects or the like in the semiconductor substrate 100, so that the carrier density in the semiconductor substrate 100 decreases. As the carrier density decreases, the conductivity of the semiconductor substrate 100 also decreases, so that the intensity of the reflected μ wave 106b detected by the μ wave detector 108 also attenuates. Therefore, the decrease amount of the carrier density of the semiconductor substrate 100 can be obtained from the attenuation of the reflected microwave 106b to be detected, and the lifetime of the carrier can be obtained from the time required for the decrease of the carrier density.
しかし、このようにμ−PCD法を用いることで測定されるキャリアのライフタイムは、半導体基板100の表面の寄与と、半導体基板100のバルクの寄与とが混ざったものとなっている。そこで、以下にμ−PCD法で測定されるキャリアのライフタイムの理論解析の手法について示す。 However, the carrier lifetime measured by using the μ-PCD method in this way is a mixture of the contribution of the surface of the semiconductor substrate 100 and the contribution of the bulk of the semiconductor substrate 100. Therefore, a method for theoretical analysis of carrier lifetime measured by the μ-PCD method will be described below.
以下においては、レーザ光102により低水準注入された過剰少数キャリアのライフタイムに注目して定式化を行う。ここで、本実施の形態においては、半導体基板100をp型とし、少数キャリアを電子として考える。また、半導体基板100は、厚さW、少数キャリア拡散定数D、バルクライフタイムτb、表面再結合速度Sを有する。ここで、バルクライフタイムτbは、半導体基板100のバルクにおける過剰少数キャリアのライフタイムである。また、表面再結合速度Sは、半導体基板100の表面における過剰少数キャリアの再結合速度である。なお、表面再結合速度Sは、半導体基板100のレーザ光102の照射面(以下、半導体基板100の表面とも呼ぶ。)とその反対側の面(以下、半導体基板100の裏面とも呼ぶ。)で同じとする。 In the following, the formulation is performed by paying attention to the lifetime of excess minority carriers injected at a low level by the laser beam 102. Here, in this embodiment, the semiconductor substrate 100 is assumed to be p-type, and minority carriers are considered to be electrons. The semiconductor substrate 100 has a thickness W, a minority carrier diffusion constant D, a bulk lifetime τ b , and a surface recombination rate S. Here, the bulk lifetime τ b is the lifetime of excess minority carriers in the bulk of the semiconductor substrate 100. The surface recombination speed S is a recombination speed of excess minority carriers on the surface of the semiconductor substrate 100. The surface recombination velocity S is determined by the surface irradiated with the laser light 102 of the semiconductor substrate 100 (hereinafter also referred to as the surface of the semiconductor substrate 100) and the opposite surface (hereinafter also referred to as the back surface of the semiconductor substrate 100). The same.
レーザ光102により注入された過剰少数キャリア密度Δn(x,t)は連続の方程式に従うので、式(3)のように表される。 Since the excess minority carrier density Δn (x, t) injected by the laser beam 102 follows a continuous equation, it is expressed as in equation (3).
ここで、過剰少数キャリア密度Δn(x,t)は、半導体基板100の表面からの距離x、時間tを変数とする。半導体基板100の表面からの距離xは半導体基板100表面に垂直にx軸をとった座標であり、x=0は半導体基板100の表面であり、x=Wは半導体基板100の裏面である。 Here, the excess minority carrier density Δn (x, t) uses the distance x from the surface of the semiconductor substrate 100 and the time t as variables. The distance x from the surface of the semiconductor substrate 100 is a coordinate with the x axis perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 100, x = 0 is the surface of the semiconductor substrate 100, and x = W is the back surface of the semiconductor substrate 100.
式(3)の右辺の第1項は拡散電流を、第2項は再結合を意味する。なお、連続の方程式においては、通常ドリフトの寄与を表す項があるが、上記のように低水準注入された過剰少数キャリアは拡散の寄与が支配的で、ドリフトの寄与を無視することができる。これにより、式(3)は線形となる。式(3)の形からΔn(x,t)は、変数分離が可能であり、時間部分F(t)、空間部分φ(x)を用いて式(4)のように表すことができる。 The first term on the right side of Equation (3) means the diffusion current, and the second term means recombination. In the continuous equation, there is usually a term representing the contribution of drift, but as described above, the contribution of diffusion is dominant in the excess minority carriers injected at a low level, and the contribution of drift can be ignored. Thereby, Formula (3) becomes linear. From the form of Equation (3), Δn (x, t) can be separated into variables, and can be expressed as Equation (4) using the time portion F (t) and the space portion φ (x).
式(3)に式(4)を代入すると、式(5)が得られる。 Substituting equation (4) into equation (3) yields equation (5).
ここで、式(5)に現れる定数constを便宜上、−K2Dと表す。 Here, the constant const appearing in the equation (5) is expressed as −K 2 D for convenience.
式(5)の時間部分F(t)および空間部分φ(x)一般解は、それぞれ式(6)および式(7)のようになる。 The time portion F (t) and space portion φ (x) general solutions of Equation (5) are as shown in Equation (6) and Equation (7), respectively.
ここで、式(6)中のτは、上記μ−PCD法で測定される過剰少数キャリアのライフタイムに対応しており、以下の式(8)で表される。 Here, τ in the equation (6) corresponds to the lifetime of the excess minority carrier measured by the μ-PCD method, and is represented by the following equation (8).
また、半導体基板100の表面(x=0)と、半導体基板100の裏面(x=W)において表面再結合速度はSとなるので、これを境界条件とすると、以下の式(9)および式(10)が導かれる。 Further, since the surface recombination velocity is S on the front surface (x = 0) of the semiconductor substrate 100 and the back surface (x = W) of the semiconductor substrate 100, assuming this as a boundary condition, the following equations (9) and (9) (10) is derived.
式(9)で表される境界条件を式(7)に課すことにより、式(11)が導かれ、αをKで表すことができる。 By imposing the boundary condition represented by equation (9) on equation (7), equation (11) is derived, and α can be represented by K.
ここで式(11)中のSMは表面再結合速度Sを少数キャリア拡散定数Dで割ったものである。さらに、式(10)で表される境界条件を式(7)に課すことにより、式(12)が導かれる。 Here S M in formula (11) is obtained by dividing the surface recombination velocity S is the minority carrier diffusion constant D. Furthermore, Formula (12) is derived by imposing the boundary condition represented by Formula (10) on Formula (7).
ここで、式(12)は式(6)および式(7)の特性方程式となっており、式(12)中のKはその固有値となる。よって、Kは無限個の解を有する。ここで、縦軸に式(12)の左辺と右辺をとり、横軸にKW/π[rad/π]をとったグラフを図3に示す。図3において、実線は式(12)の左辺を、点線は式(12)の右辺を表しており、実践と点線の交点に対応するKの値が式(12)の固有値となる。 Here, Expression (12) is a characteristic equation of Expression (6) and Expression (7), and K in Expression (12) is its eigenvalue. Thus, K has an infinite number of solutions. Here, FIG. 3 shows a graph in which the vertical axis represents the left side and the right side of Equation (12), and the horizontal axis represents KW / π [rad / π]. In FIG. 3, the solid line represents the left side of Expression (12), and the dotted line represents the right side of Expression (12). The value of K corresponding to the intersection of the practice and the dotted line is the eigenvalue of Expression (12).
このようにKは離散的な無限個の解を有しており、Kの値が小さい方から順番にK→Ki(i=1,2,3,…)と添え字を持たせると、式(8)より、過剰少数キャリアのライフタイムτもτ→τi(i=1,2,3,…)と離散的な無限個の解を有する。特にτiのうちτ1は最も長いライフタイムとなり、一次モードライフタイムτ1と呼ぶ。また、K→Ki、τ→τiとすることで、式(6)および式(7)より、F(t)→Fi(t)(i=1,2,3,…)、φ(x)→φi(x)(i=1,2,3,…)、という固有モードが与えられる。 In this way, K has an infinite number of discrete solutions, and K → K i (i = 1, 2, 3,...) And subscripts in order from the smallest value of K, From equation (8), the lifetime τ of the excess minority carrier also has a discrete infinite number of solutions such as τ → τ i (i = 1, 2, 3,...). In particular, τ 1 of τ i has the longest lifetime and is referred to as a primary mode lifetime τ 1 . Further, by setting K → K i and τ → τ i , F (t) → F i (t) (i = 1, 2, 3,...), Φ from Expression (6) and Expression (7) A natural mode of (x) → φ i (x) (i = 1, 2, 3,...) Is given.
任意の過剰少数キャリア密度Δn(x,t)はこれらの固有モードの線形結合で展開することができ、これをxについて半導体基板100の厚さWの範囲で積分することにより、過剰少数キャリア密度の減衰曲線が得られる。過剰少数キャリア密度の減衰曲線は、十分時間発展させると一次の固有モードの成分のみが残る。よって、過剰少数キャリアのライフタイムτは一次モードライフタイムτ1とみなすことができる。これにより、上記μ−PCD法により測定されるキャリアのライフタイムも、一次モードライフタイムτ1とみなすことができる。よって本明細書中で、μ−PCD法により測定されるキャリアのライフタイムを一次モードライフタイムτ1と呼ぶ。 An arbitrary excess minority carrier density Δn (x, t) can be expanded by a linear combination of these eigenmodes, and by integrating this over x in the range of the thickness W of the semiconductor substrate 100, the excess minority carrier density An attenuation curve is obtained. When the attenuation curve of the excess minority carrier density is sufficiently developed, only the first-order eigenmode component remains. Therefore, the excess minority carrier lifetime τ can be regarded as the primary mode lifetime τ 1 . Thereby, the lifetime of the carrier measured by the μ-PCD method can also be regarded as the primary mode lifetime τ 1 . Therefore, in this specification, the carrier lifetime measured by the μ-PCD method is referred to as a primary mode lifetime τ 1 .
ここで、一次モードライフタイムτ1を式(8)に用いて得られる式(13)と、K1を式(12)に用いて得られる式(14)を以下に示す。 Here, Equation (13) obtained using the primary mode lifetime τ 1 in Equation (8) and Equation (14) obtained using K 1 in Equation (12) are shown below.
式(13)より、μ−PCD法で測定される一次モードライフタイムτ1は、式(13)の右辺第1項に半導体基板100のバルクによる寄与(バルクライフタイムτbの寄与)と、式(13)の右辺第2項に半導体基板100の表面による寄与(表面再結合速度Sの寄与)と、を有することが分かる。 From the equation (13), the primary mode lifetime τ 1 measured by the μ-PCD method is the contribution of the bulk of the semiconductor substrate 100 (contribution of the bulk lifetime τ b ) to the first term on the right side of the equation (13), It can be seen that the second term on the right side of Equation (13) has a contribution from the surface of the semiconductor substrate 100 (contribution of the surface recombination velocity S).
さらに式(13)と式(14)からK1を消去すると、表面再結合速度Sを半導体基板100の厚さW、一次モードライフタイムτ1、およびバルクライフタイムτbで表した式(15)が得られる。 Further, when K 1 is eliminated from the equations (13) and (14), the surface recombination velocity S is expressed by the equation (15) expressed by the thickness W of the semiconductor substrate 100, the first-order mode lifetime τ 1 , and the bulk lifetime τ b. ) Is obtained.
μ−PCD法で測定された一次モードライフタイムτ1を、式(15)に代入することで、表面再結合速度Sをバルクライフタイムτbと既知の定数で表すことができる。つまり、表面再結合速度Sを縦軸に、バルクライフタイムτbを横軸にとるS−τb曲線が得られる。 By substituting the primary mode lifetime τ 1 measured by the μ-PCD method into the equation (15), the surface recombination velocity S can be expressed by the bulk lifetime τ b and a known constant. That is, an S-τ b curve is obtained with the surface recombination velocity S on the vertical axis and the bulk lifetime τ b on the horizontal axis.
上述の非特許文献1においては、厚さのみが異なる2枚の半導体基板を用い、それぞれにおいて、一次モードライフタイムτ1を測定し、式(15)の二元連立方程式を解くことにより、表面再結合速度Sおよびバルクライフタイムτbを求めている。しかしこの表面再結合速度Sとバルクライフタイムτb分離評価方法では、厚さのみが異なり他の条件が同一の半導体基板を複数枚準備する必要があり、準備が煩雑になるという問題があった。 In the non-patent document 1 described above, two semiconductor substrates having different thicknesses are used, and the primary mode lifetime τ 1 is measured in each of them, and the simultaneous simultaneous equations of Equation (15) are solved to obtain the surface The recombination velocity S and the bulk lifetime τ b are obtained. However, the surface recombination velocity S and the bulk lifetime τ b separation evaluation method have a problem that preparation is complicated because it is necessary to prepare a plurality of semiconductor substrates that are different only in thickness and under other conditions. .
また、特許文献2においては、半導体基板にケミカルパッシべーション処理を行って表面再結合速度Sを小さくして、式(13)における表面の寄与を十分に小さくしてτ1≒τbとし、μ−PCD法により測定される一次モードライフタイムτ1を半導体基板のキャリアライフタイムに近似している。このようなS−loweringと呼ばれる方法では、表面再結合速度Sを評価することは原理的にできない。 In Patent Document 2, chemical passivation treatment is performed on a semiconductor substrate to reduce the surface recombination velocity S, and the surface contribution in Equation (13) is sufficiently reduced to τ 1 ≈τ b . The primary mode lifetime τ 1 measured by the μ-PCD method is approximated to the carrier lifetime of the semiconductor substrate. In such a method called S-lowering, the surface recombination velocity S cannot be evaluated in principle.
このように、μ−PCD法を用いて半導体基板の表面再結合速度Sを簡便に求め、それにより半導体基板の結晶状態を解析することは困難であった。 As described above, it is difficult to easily obtain the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate by using the μ-PCD method and thereby analyze the crystal state of the semiconductor substrate.
このような問題に鑑みて本実施の形態においては、式(13)に示す一次モードライフタイムτ1における表面の寄与(表面再結合速度Sの寄与)をバルクの寄与(バルクライフタイムτbの寄与)より十分大きくすることにより、近似的な表面再結合速度Sを簡便に求める。つまり、式(16)を満たすような半導体基板において、近似的な表面再結合速度Sを簡便に求める。 In view of such a problem, in the present embodiment, the contribution of the surface (contribution of the surface recombination velocity S) in the primary mode lifetime τ 1 shown in Expression (13) is changed to the contribution of the bulk (bulk lifetime τ b ). The approximate surface recombination velocity S is easily obtained by making it sufficiently larger than the contribution). That is, an approximate surface recombination velocity S is easily obtained in a semiconductor substrate that satisfies the equation (16).
なお、式(13)および式(16)において、バルクの寄与はτb −1という項で存在するので、バルクライフタイムτbが十分に長い品質の半導体基板を用いることにより、一次モードライフタイムτ1におけるバルクの寄与を小さくすることができる。 In Equation (13) and Equation (16), since the bulk contribution exists in the term τ b −1 , the primary mode lifetime is obtained by using a semiconductor substrate having a sufficiently long bulk lifetime τ b. The bulk contribution in τ 1 can be reduced.
ここで、式(15)において、一次モードライフタイムτ1における表面の寄与がバルクの寄与より十分大きい場合のS−τb曲線110を図4に示す。図4に示すグラフは、縦軸に表面再結合速度Sを、横軸にバルクライフタイムτbをとる。式(15)において、バルクライフタイムτbはτb −1という項で存在するので、バルクライフタイムτbが十分に大きい場合、τb −1の項は0に収束する。よって、図4に示すS−τb曲線110は、バルクライフタイムτbが十分に大きくなると、表面再結合速度Sが飽和する。図4中の点線はS−τb曲線110における飽和した表面再結合速度Sの値に対応する。 Here, FIG. 4 shows an S-τ b curve 110 when the surface contribution in the primary mode lifetime τ 1 is sufficiently larger than the bulk contribution in the equation (15). In the graph shown in FIG. 4, the vertical axis represents the surface recombination velocity S, and the horizontal axis represents the bulk lifetime τ b . In the formula (15), the bulk lifetime tau b is present in the section of tau b -1, if bulk lifetime tau b is sufficiently large, the term tau b -1 converges to 0. Therefore, in the S-τ b curve 110 shown in FIG. 4, the surface recombination velocity S is saturated when the bulk lifetime τ b becomes sufficiently large. The dotted line in FIG. 4 corresponds to the value of the saturated surface recombination velocity S in the S-τ b curve 110.
このようなS−τb曲線で表される式(15)において、バルクライフタイムτb→∞における表面再結合速度Sの極限値より近似的な表面再結合速度Sを求めることができる。 In the equation (15) represented by such an S-τ b curve, an approximate surface recombination velocity S can be obtained from the limit value of the surface recombination velocity S at the bulk lifetime τ b → ∞.
以下、μ−PCD法を用いて近似的な表面再結合速度Sを求める半導体基板の解析方法について、図2に示すフロー図を用いて具体的に説明する。図2のフロー図は、μ−PCD法を用いて近似的な表面再結合速度Sを求める方法をステップ1乃至ステップ5の5段階に分けて示している。 Hereinafter, a semiconductor substrate analysis method for obtaining an approximate surface recombination velocity S using the μ-PCD method will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. The flow diagram of FIG. 2 shows a method for obtaining an approximate surface recombination velocity S using the μ-PCD method divided into five stages of Step 1 to Step 5.
本実施の形態で示す半導体基板の解析方法は、半導体基板の準備(ステップ1)、半導体基板の表面処理(ステップ2)、μ−PCD法による半導体基板の一次モードライフタイムτ1の測定(ステップ3)、表面再結合速度Sおよびバルクライフタイムτbを変数とするS−τb曲線の導出(ステップ4)、S−τb曲線でバルクライフタイムτb→∞の表面再結合速度Sの極限値を近似的な表面再結合速度Sとして算出(ステップ5)、の5段階に分けて行われる。 The method for analyzing a semiconductor substrate described in this embodiment includes preparation of a semiconductor substrate (step 1), surface treatment of the semiconductor substrate (step 2), and measurement of the primary mode lifetime τ 1 of the semiconductor substrate by the μ-PCD method (step 3) Derivation of S-τ b curve using surface recombination velocity S and bulk lifetime τ b as variables (step 4), surface recombination velocity S of bulk lifetime τ b → ∞ in S-τ b curve The limit value is calculated as an approximate surface recombination velocity S (step 5), and is performed in five stages.
まず、図2のフロー図のステップ1:半導体基板の準備について説明する。 First, step 1: preparation of a semiconductor substrate in the flowchart of FIG. 2 will be described.
本実施の形態に示す解析方法に用いる半導体基板は、厚さW、少数キャリア拡散定数D、バルクライフタイムτbとする。なお、上記の定式化においては、半導体基板100をp型としたが、本実施の形態に用いられる半導体基板はこれに限られることなく、n型のものを用いてもよい。 A semiconductor substrate used in the analysis method described in this embodiment has a thickness W, a minority carrier diffusion constant D, and a bulk lifetime τ b . In the above formulation, the semiconductor substrate 100 is a p-type, but the semiconductor substrate used in this embodiment is not limited to this, and an n-type may be used.
当該半導体基板は、式(16)に示すように、一次モードライフタイムτ1において、半導体基板のバルクの寄与が十分に小さく、半導体基板の表面の寄与が十分に大きいことが望ましい。よって、式(16)からK1を取り除き、半導体基板のパラメータである、厚さW、少数キャリア拡散定数D、バルクライフタイムτbでこの条件を表現することにする。ここで、式(13)において、右辺第2項の分子と分母にW2を掛けた式(17)を示す。 As shown in the equation (16), the semiconductor substrate desirably has a sufficiently small bulk contribution of the semiconductor substrate and a sufficiently large contribution of the surface of the semiconductor substrate in the first-order mode lifetime τ 1 . Therefore, K 1 is removed from the equation (16), and this condition is expressed by the thickness W, the minority carrier diffusion constant D, and the bulk lifetime τ b as parameters of the semiconductor substrate. Here, in Expression (13), Expression (17) in which the numerator of the second term on the right side and the denominator are multiplied by W 2 is shown.
ここで、図3を見ると、式(12)の左辺はKW/π=0、KW/π=1で漸近するので、0<K1<πW−1となる。よって、式(17)中のK1Wは、0<K1W<πとなる。よって式(17)中のK1Wの範囲は限られる。これにより、本実施の形態に示す解析方法に用いる半導体基板は、少なくとも以下の式(18)を満たせばよいということができる。 Here, referring to FIG. 3, since the left side of the equation (12) is asymptotic with KW / π = 0 and KW / π = 1, 0 <K 1 <πW −1 . Therefore, K 1 W in Expression (17) is 0 <K 1 W <π. Therefore, the range of K 1 W in formula (17) is limited. Thus, it can be said that the semiconductor substrate used in the analysis method described in this embodiment only needs to satisfy at least the following expression (18).
なお、本実施の形態に示す解析方法に用いる半導体基板は、以下の式(19)を満たすことが好ましく、以下の式(20)を満たすことがより好ましい。 Note that the semiconductor substrate used in the analysis method described in this embodiment preferably satisfies the following equation (19), and more preferably satisfies the following equation (20).
このような条件を有する半導体基板は、半導体基板の厚さWを、少なくとも1.5mm以下とすればよく、例えば、10μm以上1.5mm以下とすることが好ましく、100μm以上800μm以下とするのがより好ましい。特に式(17)の右辺第2項に示されるように、一次モードライフタイムτ1に対する半導体基板の表面の寄与は、半導体基板の厚さWに反比例して大きくなる。よって極力薄い半導体基板を用いることが好ましい。 The semiconductor substrate having such a condition may have a thickness W of at least 1.5 mm, for example, preferably 10 μm or more and 1.5 mm or less, and preferably 100 μm or more and 800 μm or less. More preferred. In particular, as shown in the second term on the right side of Equation (17), the contribution of the surface of the semiconductor substrate to the primary mode lifetime τ 1 increases in inverse proportion to the thickness W of the semiconductor substrate. Therefore, it is preferable to use a semiconductor substrate that is as thin as possible.
また、このような条件を有する半導体基板のバルクライフタイムは、少なくとも100μsec以上、例えば、500μsec以上が好ましく、10000μsec以上がより好ましい。 Further, the bulk lifetime of the semiconductor substrate having such conditions is at least 100 μsec or more, for example, 500 μsec or more, and more preferably 10,000 μsec or more.
また、本実施の形態に示す解析方法に用いることができる半導体基板としては、シリコン基板が好ましいが、これに限られず、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、またはガリウム砒素などからなる半導体基板を用いることもできる。 The semiconductor substrate that can be used for the analysis method described in this embodiment is preferably a silicon substrate, but is not limited thereto, and a semiconductor substrate formed of germanium, silicon germanium, silicon carbide, gallium arsenide, or the like is used. You can also.
このような半導体基板を用いることにより、一次モードライフタイムτ1において、半導体基板のバルクの寄与を十分に小さく、半導体基板の表面の寄与を十分に大きくすることができるので、μ−PCD法を用いて当該半導体基板の表面再結合速度Sを近似的に求めることができる。 By using such a semiconductor substrate, the bulk contribution of the semiconductor substrate can be made sufficiently small and the contribution of the surface of the semiconductor substrate can be made sufficiently large in the primary mode lifetime τ 1 . By using this, the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate can be obtained approximately.
次に、図2のフロー図のステップ2:半導体基板の表面処理について説明する。 Next, step 2 in the flowchart of FIG. 2 will be described.
本実施の形態に示す解析方法に用いる半導体基板は表面処理を施し、表面再結合速度Sを大きくすることが好ましく、少なくとも100cm/sec以上とすればよい。例えば、表面再結合速度Sを100cm/sec以上100000cm/sec以下とすることが好ましい。 The semiconductor substrate used for the analysis method described in this embodiment is preferably subjected to surface treatment to increase the surface recombination speed S, and may be at least 100 cm / sec. For example, the surface recombination speed S is preferably set to 100 cm / sec or more and 100,000 cm / sec or less.
なお、半導体基板の表面処理は、ステップ3のμ−PCD法による測定でレーザ光やμ波を照射する側の面だけでなく、その反対側の面にも行い、両方の面の表面再結合速度Sをほぼ同等にしておくことが好ましい。 In addition, the surface treatment of the semiconductor substrate is performed not only on the surface irradiated with the laser beam and the μ wave in the measurement by the μ-PCD method in step 3, but also on the opposite surface, and surface recombination of both surfaces is performed. It is preferable to keep the speed S substantially equal.
このような表面処理としては、フッ化水素酸による処理を行うことが好ましい。フッ化水素酸の濃度は、例えば、0.1重量%以上10重量%以下とすることが好ましく、0.5重量%以上6重量%以下とすることがより好ましい。 As such a surface treatment, treatment with hydrofluoric acid is preferably performed. The concentration of hydrofluoric acid is, for example, preferably 0.1% by weight to 10% by weight, and more preferably 0.5% by weight to 6% by weight.
このような表面処理を行うことにより、一次モードライフタイムτ1において、半導体基板の表面の寄与を十分に大きくすることができるので、μ−PCD法を用いて当該半導体基板の表面再結合速度Sを近似的に求めることができる。 By performing such surface treatment, the contribution of the surface of the semiconductor substrate can be made sufficiently large in the first-order mode lifetime τ 1 , and therefore the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate can be obtained using the μ-PCD method. Can be obtained approximately.
ただし、半導体基板の表面処理は必ずしも必要ではなく、例えば、シリコン基板に自然酸化膜を形成することで、表面再結合速度Sを100cm/sec以上100000cm/sec以下とすることもできる。 However, the surface treatment of the semiconductor substrate is not necessarily required. For example, the surface recombination speed S can be set to 100 cm / sec or more and 100,000 cm / sec or less by forming a natural oxide film on the silicon substrate.
次に、図2のフロー図のステップ3:μ−PCD法による半導体基板の一次モードライフタイムτ1の測定について説明する。 Next, step 3: measurement of the primary mode lifetime τ 1 of the semiconductor substrate by the μ-PCD method in the flowchart of FIG. 2 will be described.
一次モードライフタイムτ1において、バルクの寄与が十分に小さく、表面の寄与が十分に大きい半導体基板に対して、図1で示したμ−PCD法による測定を行う。このとき、半導体基板に照射するレーザ光およびμ波の波長や強度は、サンプルである半導体基板に合わせて適宜設定すればよい。ただし、上記のように半導体基板の膜厚を薄くする場合、レーザ光の波長が長いと当該半導体基板にレーザ光が吸収されなくなるので、レーザ光の波長は短くすることが好ましく、例えば、レーザ光の波長を904nmとすることができる。 In the primary mode lifetime τ 1 , the measurement by the μ-PCD method shown in FIG. 1 is performed on a semiconductor substrate having a sufficiently small bulk contribution and a sufficiently large surface contribution. At this time, the wavelength and intensity of the laser light and μ wave applied to the semiconductor substrate may be set as appropriate in accordance with the semiconductor substrate as a sample. However, when reducing the film thickness of the semiconductor substrate as described above, it is preferable to shorten the wavelength of the laser beam because the laser beam is not absorbed by the semiconductor substrate if the wavelength of the laser beam is long. The wavelength can be 904 nm.
なお、μ−PCD法による半導体基板の一次モードライフタイムτ1の測定は、少なくとも半導体基板表面の一点で行えばよいが、より好ましくは半導体基板表面の複数箇所で行う。半導体基板表面の複数箇所で一次モードライフタイムτ1の測定を行った場合、それぞれの箇所の測定値を一次モードライフタイムτ1としてもよいし、複数の測定箇所の平均値を一次モードライフタイムτ1としてもよい。 The measurement of the primary mode lifetime τ 1 of the semiconductor substrate by the μ-PCD method may be performed at least at one point on the surface of the semiconductor substrate, but more preferably at a plurality of locations on the surface of the semiconductor substrate. When the primary mode lifetime τ 1 is measured at a plurality of locations on the surface of the semiconductor substrate, the measured value at each location may be used as the primary mode lifetime τ 1 , and the average value of the plurality of measurement locations is the primary mode lifetime. It is good also as (tau) 1 .
次に、図2のフロー図のステップ4:表面再結合速度Sおよびバルクライフタイムτbを変数とするS−τb曲線の導出について説明する。 Next, step 4: derivation of the S-τ b curve using the surface recombination velocity S and the bulk lifetime τ b as variables will be described in the flowchart of FIG.
既知の半導体基板の厚さW、少数キャリア拡散定数Dおよびステップ3で測定した一次モードライフタイムτ1を、上記の式(15)に代入する。これによって式(15)は、表面再結合速度Sおよびバルクライフタイムτbを変数とする式となり、図4に示すようなS−τb曲線を導出することができる。 The known thickness W of the semiconductor substrate, the minority carrier diffusion constant D, and the primary mode lifetime τ 1 measured in step 3 are substituted into the above equation (15). Thus, the equation (15) becomes an equation with the surface recombination velocity S and the bulk lifetime τ b as variables, and an S-τ b curve as shown in FIG. 4 can be derived.
最後に、図2のフロー図のステップ5:S−τb曲線でバルクライフタイムτb→∞の表面再結合速度Sの極限値を近似的な表面再結合速度Sとして算出について説明する。 Finally, step 5 of the flow chart of FIG. 2: Calculation of the limit value of the surface recombination rate S of the bulk lifetime τ b → ∞ on the S−τ b curve as an approximate surface recombination rate S will be described.
ステップ4で求めたS−τb曲線は、表面再結合速度Sとバルクライフタイムτbの組み合わせが全て描画されており、これだけでは半導体基板の表面再結合速度Sおよびバルクライフタイムτbがどの値をとるのか限定することはできない。しかし、本実施の形態に示す半導体基板の解析方法では、ステップ1およびステップ2を経て、一次モードライフタイムτ1における、半導体基板の表面の寄与をバルクの寄与より十分に大きくしている。よって、式(13)および式(15)において、τb −1→0に収束するとみなすことができる。これにより、本実施の形態に用いた半導体基板の表面再結合速度Sは、式(15)において、バルクライフタイムτbが∞における表面再結合速度Sの極限値から近似的に求めることができる。言い換えると、ステップ4で求めたS−τb曲線における飽和した表面再結合速度Sの値を近似的な表面再結合速度Sとみなすことができる。 In the S-τ b curve obtained in step 4, all combinations of the surface recombination velocity S and the bulk lifetime τ b are drawn, and this alone indicates which of the surface recombination velocity S and the bulk lifetime τ b of the semiconductor substrate. You can't limit the value. However, in the method for analyzing a semiconductor substrate described in this embodiment, the contribution of the surface of the semiconductor substrate in the primary mode lifetime τ 1 is made sufficiently larger than the contribution of the bulk through step 1 and step 2. Therefore, in Formula (13) and Formula (15), it can be considered that it converges to τ b −1 → 0. Thereby, the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate used in the present embodiment can be approximately obtained from the limit value of the surface recombination velocity S when the bulk lifetime τ b is ∞ in the equation (15). . In other words, it can be regarded as the value of the saturated surface recombination velocity S of the S-tau b curve obtained in step 4 with approximate surface recombination velocity S.
ステップ1やステップ2に示すように、本実施の形態に示す半導体基板の解析方法においては、非特許文献1のように厚さのみが異なり他の条件が同一の半導体基板を複数枚準備する必要はなく、μ−PCD法による測定の準備が簡便である。よって、本実施の形態に示す半導体基板の解析方法を用いることにより、μ−PCD法を用いて当該半導体基板の近似的な表面再結合速度Sを簡便に求めることができる。これにより、μ−PCD法を用いて簡便に半導体基板の表面の状態を解析することができる。 As shown in Step 1 and Step 2, in the method for analyzing a semiconductor substrate described in this embodiment, it is necessary to prepare a plurality of semiconductor substrates that differ only in thickness and have the same other conditions as in Non-Patent Document 1. No, preparation for measurement by the μ-PCD method is simple. Therefore, by using the semiconductor substrate analysis method described in this embodiment, an approximate surface recombination velocity S of the semiconductor substrate can be easily obtained using the μ-PCD method. Thereby, the state of the surface of the semiconductor substrate can be easily analyzed using the μ-PCD method.
ここで、厚さWの異なる複数の半導体基板のモデルについて、各種パラメータを設定し、計算機シミュレーションで一次モードライフタイムτ1を計算し、式(15)から近似的な表面再結合速度Sを求めた結果について説明する。 Here, various parameters are set for models of a plurality of semiconductor substrates having different thicknesses W, the primary mode lifetime τ 1 is calculated by computer simulation, and an approximate surface recombination velocity S is obtained from Equation (15). The results will be described.
本計算では、厚さWを、350μm、700μm、3000μmとした半導体基板のモデルを用いた。本計算に用いた各半導体基板のモデルは、少数キャリアが電子であるp型半導体基板を想定しており、各モデルの厚さW以外のパラメータは、少数キャリア拡散定数D=30cm2/sec、表面再結合速度S=1000cm/sec、バルクライフタイムτb=1000μsecとした。 In this calculation, a model of a semiconductor substrate having a thickness W of 350 μm, 700 μm, and 3000 μm was used. The model of each semiconductor substrate used in this calculation assumes a p-type semiconductor substrate in which minority carriers are electrons, and parameters other than the thickness W of each model are minority carrier diffusion constants D = 30 cm 2 / sec, The surface recombination speed S was set to 1000 cm / sec, and the bulk lifetime τ b was set to 1000 μsec.
これらのパラメータから、各半導体基板モデルの一次固有モードを求め、一次モードライフタイムτ1を算出した。各モデルについて、設定パラメータの少数キャリア拡散定数D、厚さW、および算出した一次モードライフタイムτ1を式(15)に代入してS−τb曲線を導出し、τb→∞における表面再結合速度Sの極限値を求めた。 From these parameters, the primary eigenmode of each semiconductor substrate model was obtained, and the primary mode lifetime τ 1 was calculated. For each model, the setting parameters minority carrier diffusion constant D, thickness W, and calculated first-order mode lifetime τ 1 are substituted into equation (15) to derive an S-τ b curve, and the surface at τ b → ∞ The limit value of the recombination velocity S was determined.
各半導体基板モデルより得られたS−τb曲線を図5(A)に示す。ここで、図5(A)は縦軸に表面再結合速度S[cm/sec]を、横軸にバルクライフタイムτb[μsec]をとっており、S−τb曲線120はW=350μmのモデル、S−τb曲線122はW=700μmのモデル、S−τb曲線124はW=3000μmのモデルにそれぞれ対応している。また表1に、各半導体基板モデルの一次モードライフタイムτ1[μsec]、およびτb→∞における近似的な表面再結合速度S[cm/sec]を示す。 The S-tau b curves obtained from the semiconductor substrate model shown in FIG. 5 (A). Here, in FIG. 5A, the vertical axis indicates the surface recombination velocity S [cm / sec], and the horizontal axis indicates the bulk lifetime τ b [μsec], and the S−τ b curve 120 shows W = 350 μm. The S-τ b curve 122 corresponds to the W = 700 μm model, and the S-τ b curve 124 corresponds to the W = 3000 μm model. Table 1 shows the primary mode lifetime τ 1 [μsec] of each semiconductor substrate model and the approximate surface recombination velocity S [cm / sec] at τ b → ∞.
図5(A)より、W=350μmのS−τb曲線120およびW=700μmのS−τb曲線122は、バルクライフタイムτbが1000μsec程度以上になると収束しているのが分かる。表1の近似的な表面再結合速度Sの値も、設定したパラメータであるS=1000cm/secにかなり近い値となっている。それに対して、W=3000μmのS−τb曲線124は、表面再結合速度Sがバルクライフタイムτbに対して発散してしまっていて、近似的な値を求めることができない。 FIG. 5A shows that the S-τ b curve 120 with W = 350 μm and the S-τ b curve 122 with W = 700 μm converge when the bulk lifetime τ b is about 1000 μsec or more. The value of the approximate surface recombination velocity S in Table 1 is also very close to the set parameter S = 1000 cm / sec. On the other hand, in the S-τ b curve 124 of W = 3000 μm, the surface recombination velocity S diverges with respect to the bulk lifetime τ b , and an approximate value cannot be obtained.
このように、一次モードライフタイムτ1において表面の寄与がバルクの寄与より十分大きくなるように、半導体基板の厚さWを薄くしたモデルでは、式(15)の表面再結合速度Sの極限値から近似的な表面再結合速度Sを精度よく求められる。それに対して、表面の寄与がバルクの寄与より十分大きくない、半導体基板の厚さWが厚いモデルでは、式(15)から近似的な表面再結合速度Sを求めることができない。 Thus, in the model in which the thickness W of the semiconductor substrate is thinned so that the contribution of the surface is sufficiently larger than the contribution of the bulk in the first-order mode lifetime τ 1 , the limit value of the surface recombination velocity S in Expression (15) Thus, an approximate surface recombination velocity S can be obtained with high accuracy. On the other hand, an approximate surface recombination velocity S cannot be obtained from Equation (15) in a model in which the surface contribution is not sufficiently larger than the bulk contribution and the thickness W of the semiconductor substrate is thick.
また、ステップ5で半導体基板の近似的な表面再結合速度Sを求めた後、半導体基板の表面再結合速度SがS−τb曲線の飽和した領域上に確かに存在するか確認することもできる。これは、上記の近似的な表面再結合速度Sを求めた半導体基板と同じバルクライフタイムτbを持ち、且つ一次モードライフタイムτ1においてバルクの寄与が表面の寄与より十分大きい半導体基板を準備して上記半導体基板と同様にS−τb曲線を求めることによって行うことができる。 Further, after obtaining the approximate surface recombination velocity S of the semiconductor substrate in step 5, it is also confirmed whether the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate is surely present on the saturated region of the S-τ b curve. it can. This is to prepare a semiconductor substrate having the same bulk lifetime τ b as that of the semiconductor substrate from which the approximate surface recombination velocity S is obtained, and having a bulk contribution sufficiently larger than the surface contribution in the first-order mode lifetime τ 1 . it can be performed by determining the S-tau b curve similarly to the semiconductor substrate by.
このような確認のための半導体基板は、上記の近似的な表面再結合速度Sを求めた半導体基板を切り出したインゴットと同一のインゴットから、厚さWより厚い半導体基板を切り出し、当該半導体基板にケミカルパッシべーションなどの表面再結合速度Sが小さくなるような処理を施すことで得られる。 As a semiconductor substrate for such confirmation, a semiconductor substrate thicker than the thickness W is cut out from the same ingot from which the semiconductor substrate for which the approximate surface recombination velocity S has been obtained is cut out, and the semiconductor substrate is cut into the semiconductor substrate. It can be obtained by performing a treatment that reduces the surface recombination velocity S such as chemical passivation.
ここで、図5(A)で示した計算機シミュレーションで得られた、W=350μmおよびW=700μmのモデルの表面再結合速度SがS−τb曲線120およびS−τb曲線122の飽和した領域上に存在するか確認した。確認のための半導体基板のモデルとしては、厚さW=3000μm、表面再結合速度S=100cm/secとし、他のパラメータは同じにしたモデルを用いた。 Here, the surface recombination velocity S of the model of W = 350 μm and W = 700 μm obtained by the computer simulation shown in FIG. 5A is saturated in the S-τ b curve 120 and the S-τ b curve 122. Check if it exists on the area. As a model of the semiconductor substrate for confirmation, a model with a thickness W = 3000 μm, a surface recombination speed S = 100 cm / sec, and the other parameters being the same was used.
S−τb曲線120およびS−τb曲線122とともに、確認のための半導体基板のモデルのS−τb曲線126を載せて図5(B)に示す。図5(B)より、S−τb曲線126のとりうるバルクライフタイムτbの範囲において、S−τb曲線120およびS−τb曲線122は飽和しているのが分かる。ここで、確認のための半導体基板のモデルのバルクライフタイムτbは、W=350μmのモデル、W=700μmのモデルのバルクライフタイムτbと同じである。よって、W=350μmおよびW=700μmのモデルの表面再結合速度SがS−τb曲線120およびS−τb曲線122の飽和した領域上に確かに存在することが示された。 FIG. 5B shows an S-τ b curve 126 of a semiconductor substrate model for confirmation, together with the S-τ b curve 120 and the S-τ b curve 122. 5 from (B), the S-tau range of bulk lifetime tau b can take the b curve 126, S-tau b curves 120 and S-tau b curve 122 is seen to saturated. Here, the bulk lifetime tau b of the semiconductor substrate models for confirmation is the same as W = 350 .mu.m models, W = 700 .mu.m bulk lifetime tau b model. Therefore, it was shown that the surface recombination velocity S of the model with W = 350 μm and W = 700 μm surely exists on the saturated region of the S-τ b curve 120 and the S-τ b curve 122.
以上のように本実施の形態に示す半導体基板の解析方法を用いることにより、μ−PCD法を用いて当該半導体基板の表面再結合速度Sを近似的に求めることができる。これにより、μ−PCD法を用いて簡便に半導体基板の表面の状態を解析することができる。 As described above, by using the method for analyzing a semiconductor substrate described in this embodiment, the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate can be approximately obtained using the μ-PCD method. Thereby, the state of the surface of the semiconductor substrate can be easily analyzed using the μ-PCD method.
本実施例においては、先の実施の形態に示す、μ−PCD法を用いて近似的な表面再結合速度Sを求める半導体基板の解析方法を用いて、実際に半導体基板を解析した結果について図6および図7を用いて説明する。 In this example, the results of actual analysis of a semiconductor substrate using the semiconductor substrate analysis method for obtaining an approximate surface recombination velocity S using the μ-PCD method shown in the previous embodiment are shown. 6 and FIG.
本実施例ではサンプルとしてp型の単結晶シリコン基板を用い、基板の厚さが100μm、150μm、300μm、700μm、2000μmおよび3000μmのサンプルA乃至サンプルFを用いた。これらのサンプルA乃至サンプルFに表面処理として、5重量%のフッ化水素酸による処理を行った。 In this example, a p-type single crystal silicon substrate was used as a sample, and Samples A to F having thicknesses of 100 μm, 150 μm, 300 μm, 700 μm, 2000 μm, and 3000 μm were used. These samples A to F were treated with 5% by weight of hydrofluoric acid as a surface treatment.
このようなサンプルA乃至サンプルFのμ−PCD測定を行って一次モードライフタイムτ1を測定した。μ−PCD測定は、日本セミラボ株式会社製WT−2000を用い、波長904nmのレーザと10GHzのμ波を照射して行った。 The first mode lifetime τ 1 was measured by performing μ-PCD measurement on samples A to F. The μ-PCD measurement was performed by using a WT-2000 manufactured by Nippon Semilab Co., Ltd. and irradiating a laser with a wavelength of 904 nm and a 10 GHz μ wave.
μ−PCD測定により求めたサンプルA乃至サンプルFの一次モードライフタイムτ1を、先の実施の形態に示す、式(15)に代入してサンプルA乃至サンプルFのS−τb曲線を導出する。サンプルA乃至サンプルFのS−τb曲線を図6に示す。ここで、図6は縦軸に表面再結合速度S[cm/sec]を、横軸にバルクライフタイムτb[μsec]をとっている。また表2に、各サンプルの基板の厚さW、一次モードライフタイムτ1[μsec]、およびτb→∞における近似的な表面再結合速度S[cm/sec]を示す。なお、少数キャリア拡散定数Dは電子を想定して30cm2/secとした。 The first-order mode lifetime τ 1 obtained by μ-PCD measurement is substituted into Equation (15) shown in the previous embodiment to derive S-τ b curves of Sample A to Sample F. To do. The S-tau b curve of Sample A to Sample F shown in FIG. In FIG. 6, the vertical axis represents the surface recombination velocity S [cm / sec], and the horizontal axis represents the bulk lifetime τ b [μsec]. Table 2 shows the approximate surface recombination velocity S [cm / sec] at the substrate thickness W, first-order mode lifetime τ 1 [μsec], and τ b → ∞ of each sample. The minority carrier diffusion constant D was 30 cm 2 / sec assuming electrons.
図6より、サンプルA乃至サンプルDのS−τb曲線は、バルクライフタイムτbが少なくとも1000μsec程度以上になると収束しているのが分かる。表2の近似的な表面再結合速度Sの値も、サンプルAおよびサンプルDが3000cm/sec程度に、サンプルBおよびサンプルCが1500cm/sec程度の値となっており、サンプルA乃至サンプルDの表面再結合速度Sの近似値は同じ桁となっており、比較的良好な近似と言うことができる。 From FIG. 6, it can be seen that the S-τ b curves of Sample A to Sample D converge when the bulk lifetime τ b is at least about 1000 μsec or more. The values of the approximate surface recombination velocity S in Table 2 are also about 3000 cm / sec for Sample A and Sample D, and about 1500 cm / sec for Sample B and Sample D. The approximate value of the surface recombination velocity S is the same digit, which can be said to be a relatively good approximation.
サンプルA乃至サンプルDに対して、サンプルEおよびサンプルFのS−τb曲線は、表面再結合速度Sがバルクライフタイムτbに対して発散してしまっていて、近似的な値を求めることができない。 For sample A to sample D, the S-τ b curves of sample E and sample F require the surface recombination velocity S to diverge with respect to the bulk lifetime τ b , and obtain an approximate value. I can't.
以上により、半導体基板の厚さを、好ましくは50μm以上1.5mm以下とし、より好ましくは100μm以上800μm以下とすることにより、一次モードライフタイムτ1に対する表面の寄与をバルクの寄与より十分に大きくし、τb→∞における表面再結合速度Sの極限値より近似的な表面再結合速度Sを求めることができると推測される。 As described above, by making the thickness of the semiconductor substrate preferably 50 μm or more and 1.5 mm or less, more preferably 100 μm or more and 800 μm or less, the surface contribution to the primary mode lifetime τ 1 is sufficiently larger than the bulk contribution. Thus, it is estimated that an approximate surface recombination velocity S can be obtained from the limit value of the surface recombination velocity S at τ b → ∞.
また、サンプルA乃至サンプルFとは異なり、表面処理を行わず、自然酸化膜を形成したサンプルについても、μ−PCD法を用いて近似的な表面再結合速度Sを求めた。基板の厚さが150μm、300μm、2000μmおよび3000μmのサンプルG乃至サンプルJを用い、サンプルA乃至サンプルFと同様の方法でμ−PCD測定を行い、S−τb曲線を導出した。 Further, unlike the samples A to F, the surface recombination velocity S was obtained by using the μ-PCD method for the sample in which the surface treatment was not performed and the natural oxide film was formed. Using samples G to J having substrate thicknesses of 150 μm, 300 μm, 2000 μm, and 3000 μm, μ-PCD measurement was performed in the same manner as samples A to F, and an S-τ b curve was derived.
サンプルG乃至サンプルJのS−τb曲線を図7に示す。ここで、図7は縦軸に表面再結合速度S[cm/sec]を、横軸にバルクライフタイムτb[μsec]をとっている。また表3に、各サンプルの基板の厚さW、一次モードライフタイムτ1[μsec]、およびτb→∞における近似的な表面再結合速度S[cm/sec]を示す。 FIG. 7 shows S-τ b curves of Sample G to Sample J. Here, in FIG. 7, the vertical axis represents the surface recombination velocity S [cm / sec], and the horizontal axis represents the bulk lifetime τ b [μsec]. Table 3 shows the approximate surface recombination velocity S [cm / sec] at the substrate thickness W, first-order mode lifetime τ 1 [μsec], and τ b → ∞ of each sample.
図7より、サンプルGおよびサンプルHのS−τb曲線は、バルクライフタイムτbが少なくとも1000μsec程度以上になると収束しているのが分かる。表3の近似的な表面再結合速度Sの値も、サンプルGが32000cm/sec程度に、サンプルHが16000cm/sec程度の値となっており、双方のサンプルの表面再結合速度Sの近似値は同じ桁となっており、比較的良好な近似と言うことができる。 From FIG. 7, it can be seen that the S-τ b curves of Sample G and Sample H converge when the bulk lifetime τ b is at least about 1000 μsec. The approximate surface recombination rate S values in Table 3 are also about 32000 cm / sec for sample G and about 16000 cm / sec for sample H, and approximate values for surface recombination rate S for both samples. Are the same digits and can be said to be a relatively good approximation.
サンプルGおよびサンプルHに対して、サンプルIおよびサンプルJのS−τb曲線は、表面再結合速度Sがバルクライフタイムτbに対して発散してしまっていて、近似的な値を求めることができない。 For sample G and sample H, the S-τ b curves of sample I and sample J are such that the surface recombination velocity S is diverging with respect to the bulk lifetime τ b , and an approximate value is obtained. I can't.
以上により、表面処理としてフッ化水素酸による処理を行わず、半導体基板の表面に自然酸化膜が形成されている場合においても、一次モードライフタイムτ1に対する表面の寄与をバルクの寄与より十分に大きくし、τb→∞における表面再結合速度Sの極限値より近似的な表面再結合速度Sを求めることができることが示された。 As described above, even when the surface treatment is not performed with hydrofluoric acid and a natural oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate, the contribution of the surface to the primary mode lifetime τ 1 is sufficiently greater than the contribution of the bulk. It was shown that the approximate surface recombination velocity S can be obtained from the limit value of the surface recombination velocity S at τ b → ∞.
1 ステップ
2 ステップ
3 ステップ
4 ステップ
5 ステップ
100 半導体基板
102 レーザ光
104 照射μ波
106a 反射μ波
106b 反射μ波
108 μ波検出器
110 S−τb曲線
120 S−τb曲線
122 S−τb曲線
124 S−τb曲線
126 S−τb曲線
1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5 Step 100 Semiconductor substrate 102 Laser light 104 Irradiated μ wave 106a Reflected μ wave 106b Reflected μ wave 108 μ wave detector 110 S-τ b curve 120 S-τ b curve 122 S-τ b Curve 124 S-τ b curve 126 S-τ b curve
Claims (5)
マイクロ波光導電減衰法を用いて、前記半導体基板の表面で反射されたマイクロ波の反射強度の減衰から一次モードライフタイムτ1を測定し、
前記厚さW、前記少数キャリア拡散定数Dおよび前記一次モードライフタイムτ1を代入して、前記半導体基板の表面再結合速度Sおよび前記バルクライフタイムτbを変数とする下記の式(2)で示される曲線を求め、
前記式(2)で示される曲線において、前記バルクライフタイムτbが無限大における前記表面再結合速度Sの極限値から近似的な表面再結合速度Sを求める、半導体基板の解析方法。 Using a semiconductor substrate in which the thickness W, the minority carrier diffusion constant D, and the bulk lifetime τ b satisfy the following formula (19) ,
Using the microwave photoconductive decay method, the first-order mode lifetime τ 1 is measured from the attenuation of the reflected intensity of the microwave reflected from the surface of the semiconductor substrate,
Substituting the thickness W, the minority carrier diffusion constant D, and the first-order mode lifetime τ 1 , the following equation (2) using the surface recombination velocity S of the semiconductor substrate and the bulk lifetime τ b as variables: Find the curve indicated by
In the curve shown by said Formula (2), the analysis method of the semiconductor substrate which calculates | requires the approximate surface recombination velocity S from the limit value of the said surface recombination velocity S when the said bulk lifetime (tau) b is infinite.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011282503A JP5846899B2 (en) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Semiconductor substrate analysis method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011282503A JP5846899B2 (en) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Semiconductor substrate analysis method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013135002A JP2013135002A (en) | 2013-07-08 |
| JP2013135002A5 JP2013135002A5 (en) | 2014-11-13 |
| JP5846899B2 true JP5846899B2 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=48911530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011282503A Expired - Fee Related JP5846899B2 (en) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Semiconductor substrate analysis method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5846899B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI844077B (en) * | 2021-12-29 | 2024-06-01 | 大陸商西安奕斯偉材料科技股份有限公司 | Device and method for characterizing the efficiency of silicon wafer capturing metal impurities by using a few-carrier lifespan |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5955013A (en) * | 1982-09-24 | 1984-03-29 | Mitsubishi Metal Corp | Non-contact measurement method for semiconductor wafers |
| JP2009302240A (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Sumco Corp | Preprocessing method for recombination lifetime evaluation |
| JP5295924B2 (en) * | 2009-10-06 | 2013-09-18 | 株式会社神戸製鋼所 | Semiconductor carrier lifetime measuring apparatus and method |
-
2011
- 2011-12-23 JP JP2011282503A patent/JP5846899B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI844077B (en) * | 2021-12-29 | 2024-06-01 | 大陸商西安奕斯偉材料科技股份有限公司 | Device and method for characterizing the efficiency of silicon wafer capturing metal impurities by using a few-carrier lifespan |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013135002A (en) | 2013-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Donolato | An analytical model of SEM and STEM charge collection images of dislocations in thin semiconductor layers: I. Minority carrier generation, diffusion, and collection | |
| US9103803B2 (en) | Defect detection in saturable absorbers | |
| US20250003893A1 (en) | Method for monitoring influence of defects in few-layer two-dimensional material on exciton transport | |
| Häusler et al. | Scanning gate microscope for cold atomic gases | |
| Zoellner et al. | Imaging structure and composition homogeneity of 300 mm SiGe virtual substrates for advanced CMOS applications by scanning X-ray diffraction microscopy | |
| JP5728574B2 (en) | Method for determining active dopant profile | |
| Kaganer et al. | Determination of the carrier diffusion length in Ga N from cathodoluminescence maps around threading dislocations: Fallacies and opportunities | |
| KR101813314B1 (en) | Method and system for measuring composition of thin film | |
| KR20150130246A (en) | Method for accurately determining the thickness and/or elemental composition of small features on thin-substrates using micro-xrf | |
| Cobus et al. | Transverse confinement of ultrasound through the Anderson transition in three-dimensional mesoglasses | |
| JP2015111615A (en) | Method of evaluating carbon concentration in silicon single crystal, and method of manufacturing semiconductor device | |
| Elhajhasan et al. | Optical and thermal characterization of a group-III nitride semiconductor membrane by microphotoluminescence spectroscopy and Raman thermometry | |
| JP5846899B2 (en) | Semiconductor substrate analysis method | |
| Eyyuboğlu | Partially coherent Lorentz Gaussian beam and its scintillations | |
| Sheng et al. | Empirical correlation for minority carrier lifetime to defect density profile in germanium on silicon grown by nanoscale interfacial engineering | |
| Mukherjee et al. | 3D atomic mapping of interfacial roughness and its spatial correlation length in sub-10 nm superlattices | |
| US12278085B2 (en) | Hybrid scanning electron microscopy and acousto-optic based metrology | |
| JP5556090B2 (en) | Quantitative analysis limit determination method in iron concentration analysis in boron-doped p-type silicon | |
| JP6032072B2 (en) | Defect detection method | |
| Vega et al. | Macroporous silicon for spectroscopic CO 2 detection | |
| US20170131084A1 (en) | Metrology system and measurement method using the same | |
| JP3688383B2 (en) | Crystal defect detection method | |
| JP2017212329A (en) | Carrier lifetime measuring apparatus and carrier lifetime measuring method | |
| US8906709B1 (en) | Combinatorially variable etching of stacks including two dissimilar materials for etch pit density inspection | |
| JP2016532127A (en) | Method for measuring wafer damage depth |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140925 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140925 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151005 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151013 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151022 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151117 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151124 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5846899 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |