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中川 聰子*; 曽根 理嗣*; 田島 道夫*; 大島 武; 伊藤 久義
Materials Science & Engineering B, 134(2-3), p.172 - 175, 2006/10
被引用回数：1 パーセンタイル：6.64(Materials Science, Multidisciplinary)SOI(Silicon On Insulator)基板の極薄トップ層に含まれる軽元素不純物の評価方法を開発するために、1MeV電子線を3
10
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/cm
照射したSOI基板のトップ層をフォトルミネッセンスで評価した。トップ層のみからの情報を得るため励起光に紫外光(Arレーザー,波長351,364nm)を用い、4.2Kでのフォトルミネッセンス測定を行った。その結果、未照射試料では見られない格子間炭素-格子間酸素に起因するCラインや格子間炭素-格子置換位置炭素に起因するGラインと呼ばれる発光が照射後に観測され、電子線照射を行うことでSOIのトップ層に含まれる微量の炭素や酸素不純物が検出できることを見いだした。
中川 聰子*; 曽根 理嗣*; 田島 道夫*; 大島 武; 伊藤 久義
no journal, ,
低消費電力・高速・高集積化のすべてを満たす半導体デバイス用基板として大きく期待されているSilicon on Insulator(SOI)ウエハの極薄トップ層(50200nm程度)の評価技術開発を目的に、放射線損傷によって誘起された不純物由来の発光センターのフォトルミネッセンス(PL)測定を行った。実験は、50keVのXeイオンを110
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/cm注入したトップ層厚が62nmのSOIウエハー(SIMOX)に対し、可視光レーザー(Kr
: 647nm)/紫外光レーザー(ArUV: 351nm, 364nm)によるPLスペクトル測定を液体ヘリウム温度(4.2K)で行った。測定の結果、極薄トップ層に焦点がある紫外光励起の場合C-line(発光エネルギー0.79eV, Ci-Oiに起因)が観測されるが、極薄トップ層よりも深いバルク全体に焦点がある可視光励起ではC-lineは観測されないことが判明した。このことより、軽元素である炭素不純物,酸素不純物がトップ層でのみ発光活性化されたことがわかる。また、Arイオンの照射量が多くなるにつれ、紫外光励起の場合のみバンド端発光が弱くなる傾向が見られ、この発光もSi基板からではなくトップ層に由来するものであることが明らかとなった。以上より、紫外光励起によるPLスペクトルの低温測定によって、極薄SOI層の不純物評価が行えることが確認された。
中川 聰子*; 曽根 理嗣*; 田島 道夫*; 大島 武; 伊藤 久義
no journal, ,
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。
