(57)【要約】【課題】シリコン単結晶中の炭素濃度を簡便に且つ高感度で評価する方法を提供する。【解決手段】シリコン単結晶中の炭素濃度をＰＬ法またはＣＬ法により評価する炭素濃度評価方法であって、シリコン単結晶に、１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）の照射量で電子線を照射して、Ｇ線強度とＣ線強度を液体ヘリウム温度で測定し、該Ｇ線とＣ線との強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）を求め、炭素濃度［Ｃｓ］を、強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）とＳｉ単結晶中の酸素濃度［Ｏｉ］を下記式：［Ｃｓ］＝（４．４５×１０１４）・（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）・［Ｏｉ］に代入して評価する炭素濃度評価方法。【選択図】図１
2019124483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン単結晶中の炭素濃度をフォトルミネッセンス法またはカソードルミネッセンス法により評価する炭素濃度評価方法であって、
前記シリコン単結晶に、１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）の照射量で電子線を照射して、前記シリコン単結晶中に生成させた、格子間炭素Ｃｉと置換型炭素Ｃｓの複合欠陥Ｃｉ−Ｃｓに由来する発光線（Ｇ線）の強度（ａ．ｕ．）と格子間炭素Ｃｉと格子間酸素Ｏｉの複合欠陥Ｃｉ−Ｏｉに由来する発光線（Ｃ線）の強度（ａ．ｕ．）を液体ヘリウム温度で測定し、該Ｇ線とＣ線との強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）を求め、
前記炭素濃度［Ｃｓ］（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）を、
前記強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）と前記シリコン単結晶中の酸素濃度［Ｏｉ］（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）を下記式
［Ｃｓ］＝（４．４５×１０１４）・（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）・［Ｏｉ］
に代入して評価することを特徴とする炭素濃度評価方法。
【請求項２】
シリコン単結晶中の炭素濃度をフォトルミネッセンス法またはカソードルミネッセンス法により評価する炭素濃度評価方法であって、
前記シリコン単結晶に、１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）の照射量で電子線を照射して、前記シリコン単結晶中に生成させた、格子間炭素Ｃｉと置換型炭素Ｃｓの複合欠陥Ｃｉ−Ｃｓに由来する発光線（Ｇ線）の強度（ａ．ｕ．）と格子間炭素Ｃｉと格子間酸素Ｏｉの複合欠陥Ｃｉ−Ｏｉに由来する発光線（Ｃ線）の強度（ａ．ｕ．）を液体窒素温度で測定し、該Ｇ線とＣ線との強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）を求め、
前記炭素濃度［Ｃｓ］（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）を、
前記強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）と前記シリコン単結晶中の酸素濃度［Ｏｉ］（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）を下記式
［Ｃｓ］＝（２．８２×１０１４）・（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）・［Ｏｉ］
に代入して評価することを特徴とする炭素濃度評価方法。
【請求項３】
前記シリコン単結晶中の酸素濃度を、１７（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）以下とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炭素濃度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン単結晶中の炭素濃度を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温フォトルミネッセンス（ＰＬ）法による炭素濃度評価方法は、試料に電子線や炭素イオンまたは酸素イオンなどのイオンビームを照射して複合欠陥を生成させ、その複合欠陥に起因するルミネッセンス強度を測定し、その強度から炭素濃度を定量する方法であり（例えば、非特許文献１、特許文献１）、ＦＴ−ＩＲ法やＳＩＭＳ法よりも、高感度で炭素濃度を定量できる方法である。
また、特許文献２〜４には、シリコン単結晶中の複合欠陥強度と炭素濃度の検量線を作成し、炭素濃度を定量する方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、シリコン単結晶に電子線を照射することで導入される格子間シリコン（Ｉ）由来のルミネッセンススペクトル（Ｗ線）をシリコン由来の発光線（ＴＯ線）で規格化した値と、シリコン単結晶中の炭素濃度の間で検量線を作成し、ルミネッセンス法で得られたＷ線／ＴＯ線から、炭素濃度を定量する方法が開示されている。
特許文献３には、シリコン単結晶中に炭素及び酸素以外のイオンを注入し、これにより発生する格子間炭素またはＧ線（Ｃｉ−Ｃｓ）、またはＣ線（Ｃｉ−Ｏｉ）のルミネッセンススペクトル強度と、炭素濃度の間で検量線を作成し、炭素関連複合欠陥のスペクトル強度から、炭素濃度を定量する方法が開示されている。
特許文献４には、シリコン単結晶に電子線を照射し、生成させたＧ線とＣ線の強度比と、シリコン単結晶中の炭素濃度と酸素濃度の濃度比の間で検量線を作成し、シリコン単結晶中の酸素濃度およびＧ線とＣ線の強度比から炭素濃度を測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−３４４４４３号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１１６１５号公報
【特許文献３】特開２０１５−１５６４２０号公報
【特許文献４】特開２０１５−１０１５２９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．  Ｎａｋａｍｕｒａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．Ｅｌｅｃｔｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１４１，３５７６（１９９４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記したように、ＰＬ法による炭素濃度評価方法は数多く開示されている。しかし、いずれも炭素濃度が既知で、且つ炭素濃度が異なるシリコン単結晶を複数用意し、複合欠陥のルミネッセンス強度を測定し、炭素濃度との検量線を作成した後に、ようやく評価対象である測定サンプルの複合欠陥のルミネッセンス強度を測定し、これを前記検量線に当てはめることにより、シリコン単結晶中の炭素濃度を定量する方法である。
つまり、シリコン単結晶中の炭素濃度を求める場合、炭素濃度が既知のサンプルを複数用意し、これらの測定を行った後でないと炭素濃度を求める事ができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、シリコン単結晶中の炭素濃度を簡便に且つ高感度で評価する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、シリコン単結晶中の炭素濃度をフォトルミネッセンス法またはカソードルミネッセンス法により評価する炭素濃度評価方法であって、
前記シリコン単結晶に、１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）の照射量で電子線を照射して、前記シリコン単結晶中に生成させた、格子間炭素Ｃｉと置換型炭素Ｃｓの複合欠陥Ｃｉ−Ｃｓに由来する発光線（Ｇ線）の強度（ａ．ｕ．）と格子間炭素Ｃｉと格子間酸素Ｏｉの複合欠陥Ｃｉ−Ｏｉに由来する発光線（Ｃ線）の強度（ａ．ｕ．）を液体ヘリウム温度で測定し、該Ｇ線とＣ線との強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）を求め、
前記炭素濃度［Ｃｓ］（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）を、
前記強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）と前記シリコン単結晶中の酸素濃度［Ｏｉ］（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）を下記式
［Ｃｓ］＝（４．４５×１０１４）・（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）・［Ｏｉ］
に代入して評価することを特徴とする炭素濃度評価方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、シリコン単結晶中の炭素濃度をフォトルミネッセンス法またはカソードルミネッセンス法により評価する炭素濃度評価方法であって、
前記シリコン単結晶に、１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）の照射量で電子線を照射して、前記シリコン単結晶中に生成させた、格子間炭素Ｃｉと置換型炭素Ｃｓの複合欠陥Ｃｉ−Ｃｓに由来する発光線（Ｇ線）の強度（ａ．ｕ．）と格子間炭素Ｃｉと格子間酸素Ｏｉの複合欠陥Ｃｉ−Ｏｉに由来する発光線（Ｃ線）の強度（ａ．ｕ．）を液体窒素温度で測定し、該Ｇ線とＣ線との強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）を求め、
前記炭素濃度［Ｃｓ］（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）を、
前記強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）と前記シリコン単結晶中の酸素濃度［Ｏｉ］（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）を下記式
［Ｃｓ］＝（２．８２×１０１４）・（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）・［Ｏｉ］
に代入して評価することを特徴とする炭素濃度評価方法を提供する。
【００１０】
これらのような本発明のフォトルミネッセンス法またはカソードルミネッセンス（ＣＬ）法による炭素濃度評価方法であれば、炭素濃度を求める上記式（以下、炭素濃度関係式、あるいは単に関係式ともいう）に、酸素濃度、Ｇ線とＣ線の強度比を代入すれば良いだけなので、シリコン単結晶中の炭素濃度を求める際に、従来のように炭素濃度が既知のシリコン単結晶をわざわざ用意して検量線を作成しなくても良く、簡便に炭素濃度を求める事ができる。しかも、ＦＴ−ＩＲ法やＳＩＭＳ法よりも高感度で炭素濃度を定量することができる。
【００１１】
このとき、前記シリコン単結晶中の酸素濃度を、１７（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）以下とすることができる。
【００１２】
炭素濃度を評価するにあたって、評価対象のシリコン単結晶の酸素濃度を求めて上記式に代入するが、そのシリコン単結晶の酸素濃度が１７（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）以下のものとすることでＧ線のＳ／Ｎ比が悪くなるのを防ぐことができる。すなわち、高酸素濃度では、Ｃ線の形成が優先されるため、Ｇ線の形成に使われるＣｉが少なくなりＧ線の強度が弱くなりやすい。しかし、上述した上限を設けることで、Ｇ線の強度が弱くなり過ぎるのを防ぎ、より正確にＧ線強度を求めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の炭素濃度評価方法であれば、従来法のように検量線を作成しなくても、炭素濃度を簡便かつ高感度で評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の炭素濃度評価方法の工程の一例を示すフロー図である。
【図２】シリコン単結晶中の炭素濃度とサンプル温度が液体ヘリウム温度の場合の比例定数αの関係を示すグラフである。
【図３】実施例および比較例で評価した炭素濃度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について図面を参照して実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、シリコン単結晶中の酸素濃度や、炭素関連複合欠陥であるＣｉ−Ｃｓ（Ｇ線）とＣｉ−Ｏｉ（Ｃ線）の強度比（Ｃｉ−Ｃｓ強度／Ｃｉ−Ｏｉ強度）から、シリコン単結晶中の炭素濃度を簡単に評価することができる式（炭素濃度関係式）を本発明者らが導出した過程を説明する。
【００１６】
非特許文献１によると、シリコン単結晶基板に対して高エネルギーの電子線を照射すると、格子位置のシリコン原子が弾き出されて、格子間シリコン（以下、Ｉと称する）とその抜け殻である空孔（以下、Ｖと称する）のペアが生成される。過剰に生成されたＩやＶは、単体では不安定なため、再結合したり（Ｖ＋Ｉ→０）、Ｉ同士やＶ同士がクラスタリングしたり、シリコン基板中に含まれる不純物と反応して複合体を形成する。
【００１７】
シリコン基板中に置換型炭素Ｃｓが存在する場合、電子線照射で生成されたＩがＣｓを弾き出すことにより、格子間炭素Ｃｉが生成される。更にＣｉは、他のＣｓと反応することでＣｉ−Ｃｓ（Ｇ線）を形成したり、シリコン基板中に含まれる他の不純物である格子間酸素Ｏｉと反応することでＣｉ−Ｏｉ（Ｃ線）を形成する。
【００１８】
このＧ線およびＣ線の生成における平衡定数をＫ１、Ｋ２と定める（下記式（１）、（２）、非特許文献１の［４］式、［５］式）と、Ｇ線の生成およびＣ線の生成は競合反応の為、以下の式（３）、（４）が得られる。
なお、［Ｏｉ］は格子間酸素濃度（単に酸素濃度ともいう）、［Ｃｓ］は置換型炭素濃度（単に炭素濃度ともいう）、［Ｃｉ］は格子間炭素濃度、［ＣｉＣｓ］はＧ線強度（Ｃｉ―Ｃｓ強度）、［ＣｉＯｉ］はＣ線強度（Ｃｉ−Ｏｉ強度）を表す。
【００１９】
【数１】
2019124483.tif 000003
【００２０】
ここで、式（３）、（４）において同類項をまとめて［Ｃｓ］について解くと、以下の式（５）が得られる。
【００２１】
【数２】
2019124483.tif 000004
【００２２】
ここで比例定数αは、サンプル温度や電子線照射条件によって異なる定数である。理由は、サンプル温度が異なるとＧ線とＣ線の発光効率が変わり、得られるＧ線強度、およびＣ線強度が変化する為である。また、電子線照射条件が異なると、Ｇ線とＣ線の生成比が異なる為、比例定数αは変化する。
【００２３】
次に、この式（５）の比例定数αを決定する方法を説明する。
ＣＺ法により、炭素濃度、および酸素濃度が異なるシリコン単結晶基板（サンプル）を１５水準用意した。
酸素濃度が異なるシリコン単結晶基板を用意した理由は、異なる酸素濃度でも１つの関係式から炭素濃度を定量できる事を検証する為である。なお、酸素濃度をより確実にＦＴ−ＩＲで検出できるようにするため、またＣ線の形成に使われるＣｉが多くなり、Ｇ線のＳ／Ｎ比が悪くなるのをより確実に防ぐため、シリコン単結晶基板の酸素濃度範囲は、ここでは０．２〜１７（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）で準備した。
【００２４】
また、導出される比例定数αの精度を上げる為、少なくとも５水準は欲しいところ、ここではサンプルを１５水準用意した。
次に、これらのサンプルの炭素濃度、および酸素濃度をＦＴ−ＩＲ法で測定した。
その後、電子線照射装置により各シリコン単結晶基板に２（ＭＶ）の加速電圧で１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）の電子線を照射し、シリコン単結晶基板にＧ線、およびＣ線を生成させ、それらのピーク強度をフォトルミネッセンス法で測定した。このときのサンプル温度は液体ヘリウム温度とした。
【００２５】
これらシリコン単結晶基板において、得られた炭素濃度、酸素濃度、Ｇ線強度、およびＣ線強度を上記の式（５）に代入し、横軸を炭素濃度とし、縦軸を得られた比例定数αとしてグラフ上にプロットした。結果を図２に示す。
比例定数αはほぼ一定の値となった為、αとして上記１５水準のサンプルの平均値とすることとし、４．４５×１０１４が得られた。ここで、それぞれの単位は、炭素濃度がａｔｏｍｓ／ｃｍ３、酸素濃度がｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ、Ｇ線強度、Ｃ線強度が相対値（ａ．ｕ．）である。
以上により、下記の本発明における炭素濃度関係式（６）が求まった。
【００２６】
【数３】
2019124483.tif 000005
【００２７】
また、同様の方法でサンプル温度が液体窒素温度の場合の比例定数αを求めると、２．８２×１０１４となった。
【００２８】
以下、上記関係式（６）を用いた本発明の炭素濃度評価方法について説明する。図１は本発明の評価方法の工程を示したフロー図である。
まず、評価用サンプルであるシリコン単結晶基板を用意する（工程１）。このシリコン単結晶基板は特に限定されず、例えば、チョクラルスキー法（ＣＺ法）によるものや、フローティングゾーン法（ＦＺ法）によるものとすることができる。
なお、炭素濃度を評価するにあたって、酸素濃度は、後の工程において測定して上記のような関係式に代入するが、その測定の際にＦＴ−ＩＲやＳＩＭＳなどでより確実に検出して測定可能なように、例えば０．０２（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）以上のものが好ましい。すなわち、０．０２（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）以上のものとすることで、より精度高く酸素濃度を求めることができ、そのため、本発明において求められる炭素濃度の精度も上げることができる。
また、Ｇ線の強度測定にあたって、Ｇ線のＳ／Ｎ比が悪くならない範囲、例えば１７（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）以下の範囲のものが好ましい。
また炭素濃度自体は特に限定されるものではない。
【００２９】
次に評価用サンプルの酸素濃度（格子間酸素濃度）を測定する（工程２）。例えば、ＦＴ−ＩＲやＳＩＭＳにより測定することができる。酸素濃度の測定方法は、評価用サンプル中の酸素濃度を求めることができればよく、特には限定されない。
【００３０】
次に、ＰＬ法またはＣＬ法により、評価用サンプルに電子線を照射して生成させた複合欠陥Ｃｉ−Ｃｓに由来する発光線（Ｇ線）の強度と、複合欠陥Ｃｉ−Ｏｉに由来する発光線（Ｃ線）の強度を測定し、Ｇ線とＣ線の強度比を求める（工程３）。各々のピーク強度を測定してそれらの比を求める。
このとき、評価用サンプルの温度は液体ヘリウム温度または液体窒素温度とする。室温ではＧ線、およびＣ線のピークがブロードになり、正しい強度を定量できない為である。
また、電子線照射量は、１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）とする。この照射量とすることにより、照射量として少な過ぎてＧ線やＣ線が形成されない等の問題が生じるのを防ぐことができるし、また、多過ぎてシリコンの格子が乱れ、Ｇ線やＣ線のＳ／Ｎ比が悪くなるのを防ぐこともできる。
【００３１】
また、ＣＬ法では電子の加速電圧を変えることにより、ＰＬ法ではレーザー光の波長を変えることにより、測定深さを変えることができるため、それらの条件を調整することで試料表面から所望の深さまでを評価することができる。
【００３２】
そして、酸素濃度、Ｇ線とＣ線の強度比を炭素濃度関係式（６）に代入して炭素濃度を評価する（工程４）。
なお、前述したように、ＰＬ法またはＣＬ法による測定時のサンプル温度が液体ヘリウム温度の場合は、関係式（６）のように、式（５）のαの値を４．４５×１０１４とするが、サンプル温度が液体窒素温度の場合は、αの値を２．８２×１０１４としたものを用いる。これは、前述したように、サンプル温度が異なる場合、得られるＧ線強度、およびＣ線強度が異なり、比例定数αが変わるためである。
【００３３】
このような本発明の評価方法により、炭素濃度が未知のシリコン単結晶基板において、従来のように炭素濃度と複合欠陥のルミネッセンス強度との関係の検量線を作成することもなく、酸素濃度、Ｇ線強度、およびＣ線強度を関係式（６）に代入するのみで、炭素濃度を定量できる。
つまり、検量線を作成する為のサンプルを準備する必要や、それらのサンプルを測定して検量線を作成する手間が不要になった為、従来よりも素早く、簡便に、且つ安価にシリコン単結晶基板中の炭素濃度を定量することが可能になった。また、ＦＴ−ＩＲ法やＳＩＭＳ法よりも高感度で評価することができる。
【００３４】
なお、ＦＴ−ＩＲ法による炭素濃度測定はＪＥＩＴＡで規格化されており（ＪＥＩＴＡ  ＥＭ−３５０３）、その検出下限は２×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であるが、本発明により、ＦＴ−ＩＲでは検出できない低濃度の炭素濃度も定量できるようになった。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより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。
（実施例）
ＣＺ法もしくはＦＺ法で引き上げた、炭素濃度、および酸素濃度の異なるシリコン単結晶インゴットからシリコン単結晶基板を切り出してサンプル（以下、炭素濃度評価用サンプルと称する）を４６枚作製した。
【００３６】
次に、ＦＴ−ＩＲ装置で炭素濃度評価用サンプルの酸素濃度を測定した。その結果、４６枚のサンプルの酸素濃度は、０．２６〜１６．４（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）の範囲内であった。
【００３７】
続いて、炭素濃度評価用サンプルに対して、電子線照射装置により電子線を照射した（加速電圧２（ＭＶ）、照射量１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２））。電子線が照射された炭素濃度評価用サンプルに対し、フォトルミネッセンス測定装置を用いてサンプル温度を液体ヘリウム温度として発光スペクトルを測定し、Ｇ線強度、Ｃ線強度を得てＧ線とＣ線との強度比を求めた。これらの値を上記関係式（６）に代入し、各々の炭素濃度評価用サンプルの炭素濃度を算出した。
【００３８】
なお、ここで算出した炭素濃度を、従来法で求めた値と比較して本発明の評価方法の信頼性を確認した。そのため、次に従来法による比較例について説明する。
【００３９】
（比較例）
従来の低温ＰＬ法による炭素濃度評価方法（特許文献４）で、炭素濃度評価用サンプルの炭素濃度を算出した。以下に詳細を説明する。
まず、炭素濃度、および酸素濃度の異なるシリコン単結晶基板（以下、検量線用サンプルと称する）を８サンプル用意した。その後、検量線用サンプルの炭素濃度、および酸素濃度をＦＴ−ＩＲ法で測定し、炭素濃度と酸素濃度の比（以下、［Ｃｓ］／［Ｏｉ］とする）を算出した。ＦＴ−ＩＲは低炭素濃度では、リファレンスの炭素濃度の影響が無視できなくなる為、炭素濃度が高濃度である１．０×１０１５（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）以上のサンプルを用意した。また、酸素濃度は３〜１２（ｐｐｍａ−ＪＥＩＴＡ）の範囲内で用意した。
【００４０】
次に、検量線用サンプルに対して電子線照射装置で電子線を照射した（加速電圧２（ＭＶ）、照射量１．０×１０１５（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ２）。電子線が照射された検量線用サンプルに対し、フォトルミネッセンス測定装置を用いて発光スペクトルを測定し、Ｇ線強度、Ｃ線強度を得た。このときのサンプル温度は実施例と同様、液体ヘリウム温度とした。その後、Ｇ線強度とＣ線強度の比（以下、Ｇ／Ｃとする）を算出した。
得られた［Ｃｓ］／［Ｏｉ］、及びＧ／Ｃをサンプル毎にプロットし、［Ｃｓ］／［Ｏｉ］とＧ／Ｃの間で検量線を作成した。
【００４１】
続いて、実施例で用いた炭素濃度評価用サンプルについて、同様にしてＧ線強度、Ｃ線強度を求め、それらの比であるＧ／Ｃを検量線に当てはめることにより、［Ｃｓ］／［Ｏｉ］を算出した。さらに、その［Ｃｓ］／［Ｏｉ］の算出値と、測定した炭素濃度評価用サンプルの酸素濃度から炭素濃度を求めた。
【００４２】
炭素濃度評価用サンプルにおいて、上記の従来法で定量した炭素濃度（比較例でのＣｓ濃度）と、本発明の方法により定量した炭素濃度（実施例でのＣｓ濃度）の関係を図３にプロットした。
図３より、本発明の方法による炭素濃度（実施例）は、従来法による炭素濃度（比較例）と非常に良く一致したことから、本発明が有効である事が確認された。
【００４３】
従来の炭素濃度評価方法では、炭素濃度を定量したいシリコン単結晶の他に検量線用サンプルを用意し、検量線を作成しなければ炭素濃度を定量することができないが、この検量線の作成は上記のように非常に時間を要する作業である。さらに、従来の炭素濃度評価方法では、シリコン単結晶中の炭素濃度を求める度に、毎回検量線を作成しなくては、炭素濃度を定量できない。
【００４４】
これに対し本発明は、電子線照射条件やＰＬ法またはＣＬ法による測定時のサンプル温度が同じであれば、Ｇ線強度、Ｃ線強度、酸素濃度を得て炭素濃度関係式（６）に代入するだけで、炭素濃度を求める事ができる。
従って、従来の炭素濃度評価方法よりも、本手法は素早く、且つ簡便に正確な炭素濃度を定量できる。
【００４５】
また、ＰＬ法による測定時のサンプル温度を液体窒素温度とし、炭素濃度を割り出す式の比例定数を２．８２×１０１４に変更する以外は実施例と同じにして炭素濃度を求めたところ、図３と同様の結果が得られた。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、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、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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