(57)【要約】【課題】エピタキシャル層およびSOI層の品質を高い信頼性をもって評価すること。【解決手段】基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハにおいて、前記エピタキシャル層の品質を再結合ライフタイムを求めることによって評価する。基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハにおいて、前記SOI層の品質を再結合ライフタイムを求めることによって評価する。エピタキシャル層またはSOI層の再結合ライフタイムを、前記ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、前記第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハに対して第二の表面不活性化処理を行った後に測定される第二の再結合ライフタイムを用いて求める。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハにおいて、前記エピタキシャル層の品質を評価する方法であって、
前記品質評価は、前記エピタキシャル層の再結合ライフタイムを求めることによって行われ、
前記再結合ライフタイムを、
前記ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、
前記第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハに対して第二の表面不活性化処理を行った後に測定される第二の再結合ライフタイム
を用いて求める
ことを特徴とするエピタキシャル層の品質評価方法。
【請求項２】
前記表面不活性化処理は、ケミカルパッシベーション溶液を用いて行われる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面不活性化処理は、前記ウェーハ表面に電荷を照射することによって行われる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記シリコンウェーハは、エピタキシャル層表面に酸化膜または絶縁膜を有し、
前記表面不活性化処理は、前記酸化膜または絶縁膜にコロナ放電処理を施すことによって行われる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハについて、前記エピタキシャル層の品質を評価し、目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むシリコンウェーハの製造方法であって、
前記品質の評価を、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法により行うことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項６】
基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハにおいて、前記SOI層の品質を評価する方法であって、
前記品質評価は、前記SOI層の再結合ライフタイムを求めることによって行われ、
前記再結合ライフタイムを、
前記ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、
前記第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハに対して第二の表面不活性化処理を行った後に得られる第二の再結合ライフタイム
を用いて求める
ことを特徴とするSOI層の品質評価方法。
【請求項７】
前記表面不活性化処理は、ケミカルパッシベーション溶液を用いて行われる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記表面不活性化処理は、前記ウェーハ表面に電荷を照射することによって行われる請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記シリコンウェーハは、SOI層表面に酸化膜または絶縁膜を有し、
前記表面不活性化処理は、前記酸化膜または絶縁膜にコロナ放電処理を施すことによって行われる請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハについて、前記SOI層の品質を評価し、目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むシリコンウェーハの製造方法であって、
前記品質の評価を、請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法により行うことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハのエピタキシャル層またはＳＯＩ(Silicon On Insulator)層の品質を、再結合ライフタイムを求めることによって評価する方法および前記方法を用いるシリコンウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハの再結合ライフタイムは、プロセス汚染、バルク結晶部分の金属汚染の評価に幅広く活用されている。また、近年は、ｎ/n+やp/p+のエピタキシャル層、SOI層等の薄膜部分の測定への応用もなされている。
【０００３】
再結合ライフタイムの測定方法としては、反射マイクロ波を用いて光導電減衰により再結合ライフタイムを測定するμ-ＰＣＤ（μ-wave Photo Conductivity Decay）法が広く用いられている（特許文献１参照）。この方法は、ウェーハ中に過剰キャリアを発生させ、キャリアの再結合による減少を反射マイクロ波により測定し解析するものである。μ-ＰＣＤ法によりエピタキシャル層やＳＯＩ層の再結合ライフタイムを測定する際には、層内ですべての光が吸収されるような短波長レーザー光を用いて測定を行う。
【特許文献１】特許第３４９６０５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、μ-ＰＣＤ法によりエピタキシャル層の再結合ライフタイムを測定する場合、ウェーハ表面での再結合および高濃度基板との障壁を過剰キャリアが乗り越えて基板側に流出することに起因する実効的な界面での再結合速度の影響が無視できず、エピタキシャル層本来の再結合ライフタイムを正確に求めることは困難である。この過剰キャリアの流出の程度は、基本的にはエピタキシャル層と基板の抵抗率差で決まるが、界面のストレス等により、一律に抵抗率から予想できるものではないため、正確な評価のためには測定値から求める必要がある。
また同様に、SOIウェーハにおいても、ウェーハ表面および酸化膜層とSOI層との界面での再結合の影響があり、SOI層自体の再結合ライフタイムを正確に求めることは困難である。
【０００５】
かかる状況下、本発明は、エピタキシャル層およびSOI層の再結合ライフタイムを、表面および界面での再結合速度と分離して求めることにより、エピタキシャル層およびSOI層の品質を高い信頼性をもって評価することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、同一ウェーハにおいて、二種類の表面不活性化処理を施した後に測定される二種類の再結合ライフタイムを用いることにより、エピタキシャル層およびＳＯＩ層の再結合ライフタイムを、表面および界面での再結合速度と分離して求めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、上記目的を達成する手段は、以下の通りである。
[１]基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハにおいて、前記エピタキシャル層の品質を評価する方法であって、
前記品質評価は、前記エピタキシャル層の再結合ライフタイムを求めることによって行われ、
前記再結合ライフタイムを、
前記ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、
前記第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハに対して第二の表面不活性化処理を行った後に測定される第二の再結合ライフタイム
を用いて求める
ことを特徴とするエピタキシャル層の品質評価方法。
[２]前記表面不活性化処理は、ケミカルパッシベーション溶液を用いて行われる[１]に記載の方法。
[３]前記表面不活性化処理は、前記ウェーハ表面に電荷を照射することによって行われる [１]に記載の方法。
[４]前記シリコンウェーハは、エピタキシャル層表面に酸化膜または絶縁膜を有し、
前記表面不活性化処理は、前記酸化膜または絶縁膜にコロナ放電処理を施すことによって行われる [１]に記載の方法。
[５]基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハについて、前記エピタキシャル層の品質を評価し、目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むシリコンウェーハの製造方法であって、
前記品質の評価を、[１]〜[４]のいずれかに記載の方法により行うことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
[６]基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハにおいて、前記SOI層の品質を評価する方法であって、
前記品質評価は、前記SOI層の再結合ライフタイムを求めることによって行われ、
前記再結合ライフタイムを、
前記ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、
前記第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハに対して第二の表面不活性化処理を行った後に得られる第二の再結合ライフタイム
を用いて求める
ことを特徴とするSOI層の品質評価方法。
[７]前記表面不活性化処理は、ケミカルパッシベーション溶液を用いて行われる[６]に記載の方法。
[８]前記表面不活性化処理は、前記ウェーハ表面に電荷を照射することによって行われる [６]に記載の方法。
[９]前記シリコンウェーハは、SOI層表面に酸化膜または絶縁膜を有し、
前記表面不活性化処理は、前記酸化膜または絶縁膜にコロナ放電処理を施すことによって行われる[６]に記載の方法。
[１０]基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハについて、前記SOI層の品質を評価し、目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むシリコンウェーハの製造方法であって、
前記品質の評価を、[６]〜[９]のいずれかに記載の方法により行うことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エピタキシャル層およびＳＯＩ層の品質を、表面および界面での再結合速度の影響を受けずに高い信頼性をもって評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について更に詳細に説明する。
[第一の態様（エピタキシャル層の品質評価方法）]
本発明の第一の態様は、
基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハにおいて、前記エピタキシャル層の品質を評価する方法であって、
前記品質評価は、前記エピタキシャル層の再結合ライフタイムを求めることによって行われ、
前記再結合ライフタイムを、
前記ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、
前記第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハに対して第二の表面不活性化処理を行った後に測定される第二の再結合ライフタイム
を用いて求める
ことを特徴とするエピタキシャル層の品質評価方法（以下、「方法Ｉ」という）
である。
【００１０】
方法Ｉでは、基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハにおいてエピタキシャル層の品質評価を行う。前記ウェーハは、低抵抗のｐ+型シリコン基板上に所望の抵抗率を有するｐ型エピタキシャル層を形成したｐ／ｐ+構造のエピタキシャルウェーハであることができ、低抵抗のｎ+型シリコン基板上に所望の抵抗率を有するｎ型エピタキシャル層を形成したｎ／ｎ+構造のエピタキシャルウェーハであることもできる。エピタキシャルウェーハは、公知の方法、例えば、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶から切り出されたシリコン基板上に高純度低欠陥層をエピタキシャル成長させる方法によって製造することができる。
【００１１】
前記低抵抗ｐ+型シリコン基板としては、例えば、ボロン等を添加したシリコン基板を挙げることができ、その抵抗率は、例えば0.001〜0.1Ωｃｍ、好ましくは0.001〜0.01Ωｃｍであることができる。また、前記低抵抗ｎ+型シリコン基板としては、例えば、リン、ヒ素、アンチモン等を添加したシリコン基板を挙げることができ、その抵抗率は、例えば0.001〜0.1Ωｃｍ、好ましくは0.001〜0.01Ωｃｍであることができる。
【００１２】
基板上にエピタキシャル層を形成する方法としては、通常用いられる方法を用いることができ、例えば、ＳｉＣｌ4、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＨ2Ｃｌ2等のＳｉを含む原料ガスによるＣＶＤ法により所望の厚さの層が形成されるようエピタキシャル成長を行う方法を用いることができる。エピタキシャル層の厚さは、例えば1〜150μｍ、好ましくは10〜150μｍとすることができる。また、エピタキシャル層の抵抗率は、例えば1〜100Ωｃｍ、好ましくは5〜100Ωｃｍであることができる。
【００１３】
前述のような低抵抗基板（高濃度基板）上に形成されたエピタキシャル層の再結合ライフタイムを求める際には、高濃度基板との障壁を過剰キャリアが乗り越えて基板側に流出することに起因する実効的な界面での再結合速度およびウェーハ表面での再結合速度の影響を受け、エピタキシャル層自体の正確な再結合ライフタイムを求めることは困難であった。そこで、方法Ｉでは、前記再結合ライフタイムを、前記ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、前記第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハ表面に対して第二の表面不活性化処理を行った後に測定される第二の再結合ライフタイムを用いて求める。このように同一ウェーハに対して二種類の表面不活性化処理を施した後に測定される二種類の再結合ライフタイムを用いることにより、エピタキシャル層の再結合ライフタイムを、表面および界面での再結合速度と分離して求めることができる。以下、エピタキシャル層の再結合ライフタイムを求める方法を具体的に説明する。
【００１４】
エピタキシャルウェーハにおける表面再結合速度、界面での実効再結合速度、再結合ライフタイム、エピタキシャル層の厚さ、実効再結合ライフタイムとの間には、以下の式（１）、（２）が成り立つことが知られている（J. Appl. Phys. 79 (9), 1 May 1996、IEEE TRANSITIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. 50, No.4, APRIL 2003参照）。
【数１】
2007042950.tif 000002
（式中、ｔepiはエピタキシャル層の厚さ、Depiはエピタキシャル層における拡散定数、Sr_surfaceは表面再結合速度、Sr_interfaceは界面での実効再結合速度、τr_eff.は実効再結合ライフタイム、τr_epiはエピタキシャル層の再結合ライフタイム、βは測定系に応じて定まる定数である。）
【００１５】
まず、評価対象のウェーハについて、表面再結合速度が既知の第一の表面不活性化処理を行った後のエピタキシャル層の再結合ライフタイム（第一の実効再結合ライフタイム）を測定する。次いで、同一ウェーハについて、表面再結合速度が既知の第二の表面不活性化処理を行った後のエピタキシャル層の再結合ライフタイム（第二の実効再結合ライフタイム）を測定する。測定された第一の実効再結合ライフタイムをτr_eff_1、第二の実効再結合ライフタイムをτr_eff_2として、上記式（１）、（２）にそれぞれ代入すると、以下の式（３）〜（６）が得られる。なお、式（３）および（４）は、第一の表面不活性化処理後のウェーハに関する式であり、式（５）および（６）は、第二の表面不活性化処理後のウェーハに関する式である。
【数２】
2007042950.tif 000003
【００１６】
上記式（３）と式（４）を満たすτr_epi.−Sr_interface曲線と、式（５）と式（６）を満たすτr_epi.−Sr_interfaceを描き、この二曲線が交わる点が、求めるτr_epi.（エピタキシャル層の再結合ライフタイム）、Sr_interface（界面での実効再結合速度）となる。このように、本発明によれば、同一ウェーハに対して二種類の表面不活性化処理を施した後に測定される二種類の再結合ライフタイムを用いることにより、エピタキシャル層の再結合ライフタイムを、表面および界面での再結合速度と分離して求めることができる。
【００１７】
第一および第二の表面不活性化処理を施したウェーハの表面再結合速度は、例えば、以下の方法により求めることができる。
まず、測定対象のエピタキシャル層と同型、同抵抗率のポリッシュドウェーハを用意し、厚さの異なる二種類の領域を形成する。例えば、表面の一部に耐酸性のシールを貼ったウェーハを、酸溶液（例えばＨＦ／ＨＮＯ3／ＣＨ3ＣＯＯＨ溶液）に浸漬する。これにより、シールによってマスキングされていない領域は酸により溶解され、厚みの異なる２つの領域を持つウェーハが得られる。
次いで、厚さの異なる二種類の領域を有するウェーハに対して表面不活性化処理を施し、厚みの異なる二領域それぞれの再結合ライフタイムを測定する。再結合ライフタイムの測定は、μ-ＰＣＤ法によって行うことができる。
前述の式（１）、（２）において、ウェーハ厚さをエピタキシャル層の厚さ（ｔepi）に、再結合ライフタイムを実効再結合ライフタイム（τr_eff. ）にそれぞれ代入して厚さの異なる二領域について得られる２つの曲線から、表面再結合速度を求めることができる。
【００１８】
表面不活性化処理は、ウェーハ表面を不活性化することでウェーハ表面でのキャリアの再結合を低減するための処理である。表面不活性化処理は、例えばケミカルパッシベーション溶液を用いることにより行うことができる。具体的には、測定対象のウェーハをケミカルパッシベーション溶液に浸漬することにより表面不活性化処理を行うことができる。なお、ケミカルパッシベーション溶液としては、経時変化の小さい良好なパッシベーション特性（表面不活性化特性）が得られる溶液を用いることが好ましい。具体的には、ヨウ素エタノール液（例えば濃度0.005〜0.5N）、HF水溶液（例えば濃度0.1〜20%）、キンヒドロンメタノール液（例えば濃度0.005〜0.5 N）、キンヒドロン・エタノール液（例えば濃度0.005〜0.5 N）等を用いることができる。各溶液の濃度は、所望の表面再結合速度が得られるように適宜設定することができる。ケミカルパッシベーション溶液の詳細については、例えば、Appl. Surf. Sci. 63 (1993) 306、特許第３４９６０５８号明細書等を参照することができる。
【００１９】
測定対象のエピタキシャルウェーハがエピタキシャル層表面に酸化膜または絶縁膜を有する場合には、第一および第二の表面不活性化処理として、前記酸化膜または絶縁膜に対し、二種類の異なる条件でのコロナ放電処理を行うことができる。これにより、表面にコロナ放電により発生した電荷を堆積させ、その帯電量を制御するか、または極性を変えることにより、バンドの曲がりを制御し、実効的に表面再結合速度を制御することができる。コロナ放電処理の条件は、例えば、2〜7kVまたは-2〜-7kVで、1〜10分とすることができる。
【００２０】
また、酸化膜や絶縁膜を有さないウェーハにおいては、再結合ライフタイム測定中にウェーハ表面に電荷を照射し続けることにより、上記と同様にバンドの曲がりを制御し、実効的に表面再結合速度を制御することができる。照射条件の詳細については、例えば、米国特許6,653,850 B2を参照することができる。
【００２１】
再結合ライフタイムの測定は、μ-ＰＣＤ法によって行うことができる。具体的には、エピタキシャル層の厚さに応じて、層内ですべての光が吸収されるように照射するレーザー光の波長を設定する。設定波長は、例えば、300〜900ｎｍ程度とすることができる。この設定波長において光パルスを発生させ、ウェーハに対して照射すると、光パルスによりウェーハ表面および内部に発生した過剰キャリアによってエピタキシャル層の導電率が増加し、過剰キャリアが再結合によって消滅するに従い導電率が減少する。このときの反射マイクロ波のパワーの時間変化を検出、解析することで、再結合ライフタイムを求めることができる。
【００２２】
[第二の態様（SOI層の品質評価方法）]
本発明の第二の態様は、
基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハにおいて、前記SOI層の品質を評価する方法であって、
前記品質評価は、前記SOI層の再結合ライフタイムを求めることによって行われ、
前記再結合ライフタイムを、
前記SOI層表面に対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、
前記第一の再結合ライフタイム測定後のSOI層表面に対して第二の表面不活性化処理を行った後に得られる第二の再結合ライフタイム
を用いて求める
ことを特徴とするSOI層の品質評価方法（以下、「方法ＩＩ」という）
である。
【００２３】
方法ＩＩでは、基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハ（ＳＯＩウェーハ）において、SOI層の品質評価を行うものである。前記ウェーハは、二枚のポリッシュドウェーハを酸化膜を介して貼りあわせた張り合わせウェーハであることができ、ポリッシュドウェーハに酸素イオンを注入してウェーハ内部に酸化膜層を形成したＳＩＭＯＸ(Separation by Implanted Oxygen)ウェーハであることもできる。
【００２４】
SOIウェーハは、公知の方法、例えば、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶から切り出されたシリコン基板を熱酸化し、他の同様にシリコン単結晶から切り出されたシリコン基板を重ね、熱処理をすることにより接着させた後、片方の面を所望の厚みまで、研磨等により薄層化しSOI層とすることにより製造することができる。シリコン基板としては、例えば、p型の場合は、ボロン等を添加したシリコン基板を挙げることができ、n型の場合は、リン、ヒ素、アンチモン等を添加したシリコン基板を挙げることができる。その抵抗率は、例えば、0.1〜1000Ωｃｍであることができる。SOI層の厚さは、例えば1〜150μm、好ましくは、10〜150μmとすることができる。SOI層の抵抗率は、例えば、0.1〜1000Ωｃｍ、好ましくは1〜100Ωｃｍであることができる。
【００２５】
ＳＯＩウェーハにおいて酸化膜層上に設けられたSOI層の再結合ライフタイムを求める際にも、前述のエピタキシャルウェーハと同様に、ウェーハ表面での再結合および酸化膜層とSOI層の界面における再結合速度の影響があり、SOI層自体の再結合ライフタイムを正確に求めることは困難である。そこで、方法ＩＩでは、SOI層の再結合ライフタイムを、ウェーハに対して第一の表面不活性化処理を行った後に測定される第一の再結合ライフタイムと、第一の再結合ライフタイム測定後のウェーハに対して第二の表面不活性化処理を行った後に測定される第二の再結合ライフタイムを用いて求める。このように同一ウェーハに対して二種類の表面不活性化処理を施した後に測定される二種類の再結合ライフタイムを用いることにより、SOI層の再結合ライフタイムを、表面および界面での再結合速度と分離して求めることができる。その詳細は、先に方法Ｉについて説明した通りである。また、表面不活性化処理および再結合ライフタイム測定の詳細も、先に方法Ｉについて説明した通りである。
【００２６】
[シリコンウェーハの製造方法]
本発明は更に、
基板上にエピタキシャル層を有するシリコンウェーハについて、前記エピタキシャル層の品質を評価し、目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むシリコンウェーハの製造方法であって、
前記品質の評価を、方法Ｉにより行うことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法（以下、「製法Ｉ」という）、および、
基板上に酸化膜層とSOI層をこの順に有するシリコンウェーハについて、前記SOI層の品質を評価し、目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むシリコンウェーハの製造方法であって、
前記品質の評価を、方法ＩＩにより行うことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法（以下、「製法ＩＩ」という）
に関する。
【００２７】
製法Ｉは、エピタキシャルウェーハの製造方法であり、方法Ｉにより品質評価を行い目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むものである。また、製法ＩＩは、ＳＯＩウェーハの製造方法であり、方法ＩＩにより品質評価を行い目標以上の品質を有するシリコンウェーハを選択する工程を含むものである。前述のように、方法Ｉ、方法ＩＩによれば、エピタキシャル層およびSOI層の再結合ライフタイムを、表面および界面での再結合速度と分離し、高い信頼性をもって求めることができる。よって、方法Ｉ、方法ＩＩによって品質評価を行い目標以上の品質を有することが確認されたシリコンウェーハを選択することにより、高品質なシリコンウェーハを得ることができる。なお、再結合ライフタイムの目標値は、ウェーハの用途等に応じてウェーハに求められる物性を考慮して設定することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
（１）表面再結合速度の決定
第一のケミカルパッシベーション溶液としてヨウ素エタノール液（０．０５Ｎ）を、第二のケミカルパッシベーション溶液としてキンヒドロンメタノール液（０．０１Ｎ）を用いた。まず各々のケミカルパッシベーション溶液の表面再結合速度を、以下の方法で求めた。
測定対象のエピタキシャル層と同型のｎ型、同抵抗率（７Ωｃｍ）のポリッシュドウェーハを用意し、ウェーハ表面の一領域に耐酸性のシールを貼った。ＨＦ：ＨＮＯ3：ＣＨ3ＣＯＯＨ溶液（１：１０：１０）に３０分間浸漬し、厚みの異なる領域をもつウェーハを作製した。各領域の厚みを測定したところ、シールを貼った領域（領域Ａ）のウェーハ厚は７３５μｍ、貼っていない領域（領域Ｂ）は、７２１μｍとなった。上記２種のケミカルパッシベーション溶液に浸漬し、領域Ａ、Ｂの再結合ライフタイムを、μ-ＰＣＤ法により測定した。なお測定に先立ち、表面状態を同一にするため、製品出荷レベルの洗浄を実施した。測定された再結合ライフタイムを以下に示す。
(i)ヨウ素エタノール液
Ａ領域：３２１３．６μｓ、Ｂ領域：３１６４．６μｓ
(ii)キンヒドロンメタノール液
Ａ領域：５３２１．２μｓ、Ｂ領域：５２５４．６μｓ。
【００２９】
前述の式（１）、（２）において、ウェーハ厚さをエピタキシャル層の厚さ（ｔepi）に、再結合ライフタイムを実効再結合ライフタイム（τr_eff. ）にそれぞれ代入して厚さの異なる二領域について得られる２つの曲線から表面再結合速度を求めたところ、ヨウ素エタノール液は９．１１ｃｍ／ｓ、キンヒドロンメタノール液は４．５２ｃｍ／ｓであった。
【００３０】
（２）エピタキシャル層の再結合ライフタイムの決定
測定対象として、ｎ型７Ωｃｍのエピタキシャル層を持つｎ／ｎ+エピタキシャルウェーハを用いた。このエピタキシャルウェーハをヨウ素エタノール液に浸漬し、μ-ＰＣＤ法により測定した再結合ライフタイムは、２２０．６μs、キンヒドロンメタノール液では、２４２．２μsとなった。測定前には、表面状態を同一にするため、製品出荷レベルの洗浄を実施した。エピタキシャル層の厚さをＦＴＩＲ法にて測定したところ、１１４．３μｍであった。
前述の式（３）〜（６）に、測定された再結合ライフタイム（実効再結合ライフタイム）、上記（１）で求めた表面再結合速度を代入し、上記二種類の表面不活性化処理に対応する２つのτr_epi−Sr_surface曲線を描き、この二曲線の交点からｎ／ｎ+界面での実効再結合速度を求めたところ３６．７ｃｍ／ｓ、エピタキシャル層の再結合ライフタイムを求めたところ、１８０６μｓであった。このように、本発明によれば、エピタキシャル層の再結合ライフタイムを、表面および界面での再結合速度と分離して求めることができる。
【００３１】
（３）ＳＯＩ層の再結合ライフタイムの決定
測定対象として、ｐ型１０Ωｃｍ、厚さ１２．４μｍのSOI層を持つＳＯＩウェーハを用いた。このＳＯＩウェーハをヨウ素エタノール液に浸漬し、μ−ＰＣＤ法により測定した再結合ライフタイムは、１９．８４μｓ、キンヒドロンメタノール液では、２１．４２μｓとなった。測定前には、表面状態を同一にするため、製品出荷レベルの洗浄を実施した。
前述の式（３）〜（６）に、測定された再結合ライフタイム（実効再結合ライフタイム）、上記（１）で求めた表面再結合速度を代入し、上記二種類の表面不活性化処理に対応する２つのτr_epi−Sr_surface曲線を描き、この二曲線の交点から酸化膜層界面での再結合速度を求めたところ５１．４３ｃｍ／ｓ、SOI層の再結合ライフタイムを求めたところ、６２６．７μｓであった。このように、本発明によれば、SOI層の再結合ライフタイムを、表面および酸化膜層との界面での再結合速度と分離して求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、エピタキシャル層およびSOI層の再結合ライフタイムを、高い信頼性をもって求めることができる。