[發明專利]用于確定硅中的碳含量的方法和組件

在審

• 申請號: 201710891166.0
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107870156A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: N·G·加納戈納;M·耶利內克;H·厄夫內爾;H-J·舒爾策;W·舒斯特雷德爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

多種不同實施方式一般性地涉及用于確定硅樣品中的碳含量的方法和測量組件。

背景技術

為了得到由質子照射誘導的穩定的摻雜分布，必須采用極貧氧的區熔(FZ)硅材料，但這以晶片直徑受限為代價，因為區熔硅的生產對于300mm和更大直徑的晶片來說是不能實施的，而多種不同應用需要該直徑。因此，對于直徑為300mm和以上的硅晶片特別感興趣。具有這種大直徑的晶片可以由通過切克勞斯基法、特別是通過磁性切克勞斯基(MCz)方法生長的硅坯制造。

在MCz硅中，碳和氧是最常見的雜質。在質子摻雜的情況下，最終摻雜濃度嚴重受到主要排列在取代晶格位點上的碳原子的存在的影響。

在下面的說明書中，取代雜質，即位于取代晶格位點上的雜質，用下標“S”標記。間隙晶格雜質用下標“I”標記。

硅中的碳含量典型地在5×10¹⁴至1×10¹⁶cm^-3的范圍內，這足以嚴重影響質子誘導的摻雜分布。因此，為了控制最終的質子誘導摻雜濃度，該范圍內的碳含量的精確測量是必要的。

通常，硅中的碳含量可通過SIMS(二次離子質譜)或FTIR(傅里葉變換紅外光譜)確定。然而，這些方法的使用由于其約3×10¹⁵cm^-3的相當高的碳含量檢測極限而受到限制。

FTIR的靈敏度強烈受到具有幾乎相同諧振頻率的碳(C_S)和硅(Si_S)的信號的干擾的影響，或者受到必須使用具有已知的低碳含量的參考樣品的影響，這些參考用品不能作為工業標準來提供。

此外，傳統的FTIR方法只能檢測位于規則的晶格位置上的取代碳原子C_S。然而，源自其他高溫方法步驟或照射方法步驟并且可能使硅樣品中存在的碳具有顯著含量的間隙晶格碳原子C_I不能用這種方法檢測。這也限制了傳統FTIR方法的靈敏度。

發明內容

按照本發明的觀點，提供一種用于確定硅樣品中的碳含量的方法。該方法可以包括在硅襯底內部產生電活性多原子絡合物。每個多原子絡合物可以包括至少一個碳原子。該方法還可以包括確定表明在硅樣品中產生的多原子絡合物的含量的量值并且由所確定的該量值來確定硅樣品中的碳含量。

按照本發明的第二觀點，提供一種用于確定硅樣品中的碳含量的測量組件。該組件可以包括用于多原子絡合物的產生單元，該產生單元被配置為，在硅樣品內部產生電活性的多原子絡合物。每個多原子絡合物可以包括至少一個碳原子。該測量組件還可以包括第一確定單元和第二確定單元，該第一確定單元被配置為，確定表明在硅樣品中產生的多原子絡合物的含量的量值，該第二確定單元被配置為，由所確定的量值來確定硅樣品中的碳含量。

附圖說明

在附圖中，相同的附圖標記通常在不同的視圖中標記相同的部分。附圖不一定按比例繪制，而是通常重點說明本發明的原理。在下面的說明書中，參考以下附圖描述本發明的不同實施例，其中：

圖1示出了多個硅樣品的低溫FTIR光譜；

圖2示出了圖1中所示的兩個FTIR光譜在241cm^-1和247cm^-1處的特征峰的放大圖；

圖3示出了硅樣品中在241cm^-1和247cm^-1處的多原子絡合物特征峰的強度之和與硅樣品中的碳含量的相關性；

圖4示出了用于確定硅樣品中的碳含量的示例性方法的流程圖；和

圖5示出了用于確定硅樣品中的碳含量的測量組件的示意圖。

具體實施方式

下面的說明書參考附圖，這些附圖通過示例性方式示出可以實踐本發明的具體細節和實施例。

詞語“示例性”在這里意味著“用為樣式、示例或表示”。本文中描述為“示例性”的任何實施例或設計不一定必須被認為相對于其它實施例或設計是優選的或有利的。

用于確定硅樣品中的碳含量的上述常規方法的缺點可以通過一種用于確定硅樣品中的碳含量的方法來克服，該方法包括：在硅樣品內部產生電活性的多原子絡合物，確定表明在硅樣品中產生的多原子絡合物的含量的量值并且由所確定的該量值來確定硅樣品中的碳含量。每個多原子絡合物可以包括至少一個碳原子。