シリコン結晶中の低濃度炭素の測定(ⅩⅥ)低温における1×10~(13)cm~（-3）までの赤外吸収測定

摘要

前回までに、第二世代赤外吸収法により「人工参照試料、フォノン妨害吸収消去、装置の精度と安定性の診断と改善、装置のばらつきに対応した個別換算係数の決定」などで下線の問題を解決し、国内外のポリシリコンメーカなどと共同で検出限界 1×10~(13)atomscm~(-3)・定量限界1x1014cm-3の測定法を実用化し、シリコンメーカや分析サービス会社とネットワークで共有し測定法規格に代えた。既に国内外の主要なメーカは単結晶とポリシリコンを問わず 1×10~(14)cm~(-3)の現在代表的な濃度を赤外吸収により日々測定している。しかし主に装置の精度と安定性の不足によりこれらでも感度・精度の得られない場合がある。その対策の一つに低温測定がある。低温測定は一般にピークが鋭く高くなるため室温測定に比べて感度が良くなる。但し炭素の場合はそれほど顕著でなく一方妨害となるフォノン吸収もそれほど小さくならない。またクライオスタットを使わなくてはならないなど日常的な測定には不利な要素がある。そのためこれまで報告は少なく、15乗以上しか報告されていない。そこで13乗までの測定について検討を行った。