シリコン中の酸素濃度（Oi）換算ツール
要点
CZ シリコンの格子間酸素濃度は FTIR の1107 cm⁻¹ の吸収係数に換算係数を掛けて求めますが、係数は規格ごとに違い、New ASTM と Old ASTM で約2倍、JEIDA とは約1.6倍の差があります。「酸素濃度15ppma」と言うときは、どの規格の値かを必ず確認する必要があります。
入力
格子間酸素濃度7.492×10¹⁷atoms/cm³
ppma（New ASTM（ASTM F121-83））15.000ppma
ppmw（同じ規格）8.544ppmw
FTIR 吸収係数 α（1107 cm⁻¹）1.5577cm⁻¹
吸収係数 α は測定そのものの値で、規格によらず同じです。下の表は、同じ α を各規格の係数で換算した濃度を並べたもので、仕様書どうしを比べるときは α にそろえてから読み替えます。
規格ごとの換算（同じ試料）
| 規格 | 係数 K（atoms/cm³ per cm⁻¹） | atoms/cm³ | ppma | |
|---|---|---|---|---|
| New ASTM（ASTM F121-83） | 4.81×10¹⁷ | 7.492×10¹⁷ | 15.00 | ← 基準 |
| Old ASTM（ASTM F121-79） | 9.63×10¹⁷ | 1.500×10¹⁸ | 30.03 | |
| JEIDA | 3.03×10¹⁷ | 4.720×10¹⁷ | 9.45 | |
| IOC-88（SEMI MF1188） | 3.14×10¹⁷ | 4.891×10¹⁷ | 9.79 | |
| DIN 50438 | 2.45×10¹⁷ | 3.816×10¹⁷ | 7.64 |
ウェハの酸素濃度が重要な理由
CZ法で引き上げたシリコン単結晶には、石英るつぼから溶け出した酸素が格子間位置に10¹⁷〜10¹⁸ atoms/cm³ 程度含まれます。この酸素は熱処理で析出物（BMD）になり、ウェハ内部で金属不純物を捕まえるゲッタリングサイトとして働く一方、多すぎると表面近くのデバイス領域にも欠陥を作ります。また格子間酸素は転位の動きを止めてウェハの機械的強度を高め、熱処理中のスリップを防ぎます。
酸素濃度は FTIR で1107 cm⁻¹ の吸収を測って求めますが、吸収係数から濃度への換算係数が規格ごとに違い、New ASTM と Old ASTM では約2倍、JEIDA とは約1.6倍の差があります。「酸素濃度15ppma」と言うときは、どの規格の値かを必ず確認する必要があります。