发明名称 半导体之电气特性评价装置及电气特性评价方法
摘要 【课题】本发明系提供一种电气特性评价装置及电气特性评价方法,其测定检查半导体材料(即被测定物)的电气物性量(载子密度、迁移度、电阻系数、导电度等)之时,不会造成污染或损伤。【解决手段】具备:兆赫脉冲光源2,系用来将兆赫脉冲光照射在半导体材料;光检测机构6,系用来检测来自半导体材料5的穿透脉冲光或反射脉冲光;兆赫时域测量机构7,8,系自穿透脉冲光或反射脉冲光的电场强度之时序波形取得分光穿透率或分光反射率;以及运算机构9,系根据分光穿透率或分光反射率来计算出该半导体材料的电气特性参数。
申请公布号 TW571106 申请公布日期 2004.01.11
申请号 TW090107195 申请日期 2001.03.27
申请人 橡木尼康股份有限公司;尼康股份有限公司 发明人 深泽亮一
分类号 G01R27/28;G01R31/00;G01R31/14 主分类号 G01R27/28
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种半导体之电气特性评价装置,其特征在于,具 备: 兆赫脉冲光源,系用以将兆赫脉冲光照射在半导体 材料; 光检测机构,系用以检测来自前述半导体材料的穿 透脉冲光或反射脉冲光; 兆赫时域测量机构,系自前述穿透脉冲光或反射脉 冲光的电场强度之时序波形取得分光穿透率或分 光反射率;以及 运算机构,系根据前述分光穿透率或分光反射率来 计算出前述半导体材料的电气特性参数。2.如申 请专利范围第1项之半导体之电气特性评价装置, 其中,前述运算机构,系实行根据得鲁特(Drude)的光 吸收理论之解析做法。3.如申请专利范围第1项之 半导体之电气特性评价装置,其中,前述运算机构, 系实行根据介电函数理论之解析做法。4.如申请 专利范围第1项之半导体之电气特性评价装置,系 进一步具备图像处理机构,其将前述电气特性参数 以空间分布的方式来二维图像化。5.如申请专利 范围第2项之半导体之电气特性评价装置,系进一 步具备图像处理机构,其将前述电气特性参数以空 间分布的方式来二维图像化。6.如申请专利范围 第3项之半导体之电气特性评价装置,系进一步具 备图像处理机构,其将前述电气特性参数以空间分 布的方式来二维图像化。7.如申请专利范围第1~6 项中任一项之半导体之电气特性评价装置,系进一 步具备: 聚光光学系统,系将前述兆赫脉冲光聚光然后将聚 光光束导入前述半导体材料;以及 机械式扫描机构,系使得前述聚光光束与前述半导 体材料在前述半导体材料的表面内作相对移动。8 .如申请专利范围第1~6项中任一项之半导体之电气 特性评价装置,系进一步具备放大光学系统,其将 前述兆赫脉冲光的光径放大后将放大光束同时引 导至前述半导体材料的全面; 前述光检测机构,系二维光检测机构,其将前述放 大光束所照射的前述半导体材料之穿透脉冲光或 反射脉冲光以二维方式来检测。9.如申请专利范 围第7项之半导体之电气特性评价装置,系进一步 具备: 旋转机构,系让前述聚光光束与前述半导体材料作 相对旋转;以及 电脑绘图机构,系由各个旋转角度之复数的前述二 维图像来合成三维断层像。10.如申请专利范围第8 项之半导体之电气特性评价装置,系进一步具备: 旋转机构,系让前述聚光光束与前述半导体材料作 相对旋转;以及 电脑绘图机构,系由各个旋转角度之复数的前述二 维图像来合成三维断层像。11.一种半导体之电气 特性评价方法,其特征在于,系将兆赫脉冲光聚光 后将聚光光束照射于半导体材料,接着使前述聚光 光束与前述半导体材料在前述半导体材料的表面 内作相对移动,然后依序检测来自前述半导体材料 的各点之穿透脉冲光或反射脉冲光,再由前述穿透 脉冲光或反射脉冲光的电场强度之时序波形计分 别算出分光穿透率或分光反射率,根据前述分光穿 透率或分光反射率来算出前述半导体材料的电气 特性参数。12.一种半导体之电气特性评价方法,其 特征在于,系将兆赫脉冲光的光径放大后将放大光 束分批照射于半导体材料的全面,接着分批检测出 来自前述放大光束所照射的前述半导体材料之穿 透脉冲光或反射脉冲光,再由前述穿透脉冲光或反 射脉冲光的电场强度之时序波形分别算出分光穿 透率或分光反射率,根据前述分光穿透率或分光反 射率来算出前述半导体材料的电气特性参数。13. 如申请专利范围第11项或12项之半导体之电气特性 评价方法,系根据:将前述半导体材料插入用以检 测前述穿透脉冲光或反射脉冲光之光路的状态下 之前述电场强度的时序波形、以及将前述半导体 材料由前述检测光路取出之状态下之电场强度的 时序波形,来算出前述分光穿透率或前述分光反射 率。图式简单说明: 图1系用来说明本实施形态之电气特性评价装置的 扫描型成像测光方式之示意图。 图2系用来说明本实施形态之电气特性评价装置之 时序波形测量的原理之方块图。 图3系本实施形态之扫描型成像测光方式的电气特 性评价装置之全体构成图。 图4系表示本实施形态之电气特性评价装置之时序 穿透影像(a)与分光特性(b)的关系图。 图5所示系本实施形态之电气特性评价装置所运用 的解析方式的原理图。 图6所示系本实施形态之电气性评价装置所运用的 解析方式(运用得鲁特的光吸收理论)之程序图。 图7所示系藉本实施形态之电气特性评价装置来取 得三维断层像之过程的示意图。 图8所示系本实施形态之扫描型成像测光方式的电 气特性评价装置之构件构成的全体图。 图9系藉本实施形态之电气特性评价装置所取得的 电场强度的时序波形。 图10系以本实施形态之电气特性评价装置所取得 之电场振幅之频率依存性的图。 图11所示系以本实施形态之电气特性评价装置所 取得之半导体的电气特性之图像。 图12系用来说明本实施形态之电气特性评价装置 的非扫描型成像测光方式之示意图。 图13系本实施形态之非扫描型成像测光方式的电 气特性评价装置之全体构成图。 图14系采用扫描型成像测光方式的电气特性评价 装置之另一构成图。 图15所示系电气特性评价装置的另一解析方法(运 用介电函数理论)之程序图。 图16所示系运用非扫描型成像测光方式的电气特 性评价装置之其他构成图。
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