電子線照射発光活性化法による極薄SOI層中の軽元素評価

Evaluation of light element impurities in ultrathin SOI wafers by luminescence activation using electron irradiation

中川 聰子*; 曽根 理嗣*; 田島 道夫*; 大島 武; 伊藤 久義

Nakagawa, Satoko*; Sone, Yoshitsugu*; Tajima, Michio*; Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi

SOI基板は次世代の半導体デバイス用基板として非常に注目されているが、Si活性層厚が20200nmと極薄であるため軽元素不純物の評価が非常に困難であり、評価法が確立されていない。本研究では、照射誘起欠陥がもたらす発光センターを利用し、高精度かつ高感度なフォトルミネッセンス(PL)スペクトル測定を行うことにより、Si極薄活性層中の軽元素不純物の検出を試みた。1MeVでの電子線照射により基板及び極薄SOI層の軽元素を発光活性化させた各製法(UNIBOND, SIMOX, ELTRAN)によるSOIウエハー及び数十keVでのXeイオン注入により極薄SOI層のみを発光活性化したSOIウエハー(UNIBOND, SIMOX)に対し、可視光レーザー(Kr: 647nm)/紫外光レーザー(ArUV: 364nm)によるPLスペクトル測定を4.2Kにて行った。その結果、電子線照射ではシリコン基板及び極薄SOI層で、Xeイオン注入では極薄SOIのみで発光活性化が起こり、紫外光レーザー励起により、軽元素不純物である炭素及び酸素が極薄SOI層中で検出された。また、各種SOI層で発光(C, G-line)の現れ方に違いが見られ、不純物濃度が製法により異なることが見いだされた。

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