DE112011103163B4

DE112011103163B4 - Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung für Dünnfilm-Halbleiter unter Verwendung einer μ- PCD Technik

Info

Publication number: DE112011103163B4
Application number: DE112011103163.7T
Authority: DE
Inventors: Naokazu Sakoda; Futoshi Ojima; Hiroyuki Takamatsu; Masahiro Inui
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: KR101465377B1; TW201221946A; CN103098194A; JP5350345B2; WO2012039099A1; US20130153778A1; CN103098194B; KR20130060336A; US8952338B2; JP2012069614A; TWI451080B; DE112011103163T5

Abstract

Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (1, 31) für Dünnfilm-Halbleiter, umfassend: einen Erregerlicht emittierenden Abschnitt (17), welcher eingerichtet ist, Erregerlicht zu emittieren, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke eines Dünnfilm-Halbleiters (2a) einer Probe (2) aufweist, um eine Messstelle der Probe (2) zu bestrahlen; einen eine elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt (11), welcher eingerichtet ist, eine elektromagnetische Welle zu emittieren, um eine Bestrahlungsposition des Erregerlichts zu bestrahlen; einen Detektionsabschnitt (18), welcher eingerichtet ist, eine Intensität einer reflektierten elektromagnetischen Welle von der Probe (2) zu detektieren, welche sich in Antwort auf eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht ändert; und einen Evaluierungsabschnitt (19), welcher eingerichtet ist, eine kristalline Qualität bzw. Kristallqualität der Probe (2) basierend auf einem Resultat der Detektion durch den Detektionsabschnitt (18) zu evaluieren, wobei der Dünnfilm-Halbleiter (2a) der Probe (2) auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film (2b) gebildet ist, und wobei die Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (3, 33) darüber hinaus ein Dielektrikum (3, 33) umfasst, welches zwischen der Probe (2) und dem die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt (11) angeordnet ist und für das Erregerlicht transparent ist, und wobei die folgende Gleichung: d = λ/4(ε)½ erfüllt ist, wobei: ε eine Permittivität des Dielektrikums (3, 33) ist; d eine Dicke des Dielektrikums (3, 33) ist; und λ eine Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein(e) Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung und -verfahren für Dünnfilm-Halbleiter, und insbesondere auf ein(e) Dünnfilm-Halbleiter-Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung und -verfahren, welche geeignet für ein Evaluieren einer kristallinen bzw. Kristallqualität eines Halbleiter-Dünnfilms, wie beispielsweise eines Silizium-Dünnfilms unter Verwendung einer Mikrowellen-Photoleitfähigkeitsabnahme-Technik (nachfolgend als ”μ-PCD Technik” bezeichnet) implementierbar sind.
STAND DER TECHNIK
In jüngsten Jahren wurde die Entwicklung einer Solarzelle unter Verwendung eines Halbleiter-Dünnfilms, wie beispielsweise eines Silizium-Dünnfilms, aktiv aus- bzw. durchgeführt. Bisher wurde auf dem Gebiet von Halbleitern die μ-PCD Technik häufig als ein nicht-kontaktierendes und nicht-zerstörendes Evaluierungsverfahren für die Evaluierung bzw. Beurteilung einer Kontamination mit Verunreinigungen und eines Defekts verwendet (beispielsweise ein Lebensdauermessverfahren für einen Silizumwafer-Träger, welches in dem folgenden Patentdokument 1 geoffenbart ist).
In der μ-PCD Technik wird eine elektromagnetische Welle emittiert bzw. ausgesandt, um eine Halbleiterprobe zu bestrahlen, wodurch bewirkt wird, dass sich freie Elektronen in der Halbleiterprobe gemäß einem elektrischen Feld der elektromagnetischen Welle bewegen (migrieren). Ein Zustand der Bewegung wird durch das Vorhandensein von Verunreinigungen, Defekten oder dgl. in der Halbleiterprobe beeinflusst. Somit kann eine Intensität einer reflektierten Welle der elektromagnetischen Welle, welche emittiert wird, um die Halbleiterprobe zu bestrahlen (eine Änderung in der Intensität der reflektierten Welle im Vergleich zu der emittierten Welle), als ein Index einer Kristallqualität bzw. kristallinen Qualität der Halbleiterprobe behandelt werden. Die μ-PCD Technik ist ausgebildet bzw. entwickelt, um eine Kristallqualität einer Halbleiterprobe mittels des obigen Mechanismus zu evaluieren. Zusätzlich weist die μ-PCD Technik einen Vorteil auf, fähig zu sein, die reflektierte Welle innerhalb einer signifikant kurzen Zeitperiode in einer nicht-zerstörenden und nicht-kontaktierenden Weise zu detektieren (zu messen).
Jedoch ist eine Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle (Mikrowelle) so lang wie einige Millimeter oder mehr, wobei dies ein Problem ergibt, dass es nicht möglich ist bzw. versagt, eine Kristallqualität in einem kleinen Bereich bzw. in einer kleinen Fläche zu evaluieren. Darüber hinaus wird in Fällen, wo eine Halbleiterprobe eine dünne bzw. geringe Dicke aufweist (eine Dünnfilmprobe ist), beispielsweise wenn die Halbleiterprobe eine polykristalline Siliziumprobe, welche eine Dicke von etwa einigen bis einigen zehn nm aufweist, oder eine monokristalline Siliziumprobe ist, welche eine Dicke von einigen um oder weniger aufweist, eine Änderung in einer Intensität einer elektromagnetischen Welle, wenn eine reflektierte Welle mit einer emittierten Welle verglichen wird (eine Änderung in einer Intensität der reflektierten Welle aufgrund der Kristallqualität der Halbleiterprobe), extrem klein, wobei dies ein Problem ergibt, dass es nicht möglich wird bzw. versagt, eine ausreichende Messempfindlichkeit, d. h. Messgenauigkeit sicherzustellen. Andererseits ist es, wenn eine Intensität eines Erregerlichts übermäßig erhöht wird, um die Messempfindlichkeit zu verbessern, für die Probe wahrscheinlich, dass sie beschädigt wird, und eine Lichtquelle des Erregerlichts bedingt einen Kostenanstieg.
Daher haben die Erfinder dieser Anmeldung eine Technik vorgeschlagen, welche in dem folgenden Patentdokument 2 geoffenbart ist. Diese konventionelle Technik ist ausgebildet bzw. entwickelt, um Erregerlicht, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke der obigen Dünnfilmprobe aufweist, um einen kleinen Bereich der Dünnfilmprobe zu bestrahlen, in einer konvergierenden Weise zu emittieren, wodurch licht- bzw. photo-erregte Träger in der kleinen Fläche bzw. dem kleinen Bereich der Probe generiert bzw. erzeugt werden, wobei eine Bewegung der photo-erregten Träger gemäß einem elektrischen Feld einer elektromagnetischen Welle, anstelle der Bewegung von freien Elektronen verwendet wird. In diesem Fall wird die Intensität der reflektierten Welle, welche sich in Antwort auf eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht ändert, detektiert bzw. festgestellt, so dass es möglich wird, eine derartige Dünnfilmprobe unter Verwendung der detektierten Intensität als einen Index zu evaluieren, welcher eine Kristallqualität in einem kleinen Bereich (Bestrahlungsbereich bzw. -fläche mit Erregerlicht) der Probe repräsentiert. Darüber hinaus wird in dieser konventionellen Technik, obwohl eine Änderung in einer Intensität des reflektierten Lichts gering ist, da der Bestrahlungsbereich mit Erregerlicht klein ist, und dadurch anfälliger für ein Rauschen wird, eine unerwünschte Frequenzkomponente (Rauschen) durch ein Ausbilden des Erregerlichts als ein Licht, welches in vorbestimmten Perioden intensitäts-moduliert ist, und ein Extrahieren einer Komponente synchron mit der Intensitätsmodulation des Erregerlichts von der detektierten Intensität des reflektierten Lichts entfernt.
Die in dem Patentdokument 2 geoffenbarte Technik ist exzellent im Hinblick auf eine Fähigkeit, eine Kristallqualität in einem kleinen Bereich bzw. einer kleinen Fläche eines TFT oder dgl. zu evaluieren. Jedoch kann in der konventionellen μ-PCD Technik in einer Situation, wo sich ein elektrisch leitender bzw. leitfähiger Film unmittelbar unter einem Halbleiter-Dünnfilm als ein Evaluierungstarget bzw. -ziel befindet, eine ausreichende Intensität des elektrischen Felds nicht in dem Halbleiter-Dünnfilm erhalten werden, und eine Interaktion bzw. Wechselwirkung des elektrischen Felds mit photo-erregten Trägern wird schwach, wobei dies ein Problem einer großen Schwierigkeit beim Durchführen der Messung darstellt. Spezifisch wird in dem Fall, wo insbesondere kostengünstiges amorphes Silizium oder mikrokristallines Silizium in einer Solarzelle verwendet wird, eine Rückseiten-(Boden-)Elektrode auf einem Glassubstrat ausgebildet, und dann wird ein Halbleiter-Dünnfilm darauf ausgebildet, so dass die Bodenelektrode der elektrisch leitende bzw. leitfähige Film wird. Dasselbe Problem tritt auf dem Gebiet von FPDs (Flat-Panel Displays, Flachbildschirmen) auf, welche eine Boden-Gate-Struktur verwenden bzw. einsetzen.
Die Druckschrift DE 693 24 045 T2 beschreibt ein Verfahren zur chemischen Oberflächenpassivierung für die In-Situ-Volumen-Lebensdauer Messung von Silizium Halbleitermaterial. Die Druckschrift JP 2008-191 123 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Evaluieren der kristallinen Qualität bzw. Kristallqualität einer dünnen Halbleiterprobe mittels einer Mikrowellen-Photoleitfähigkeitsabnahme („μ-PCD”) Methode. Die Druckschriften JP 2008-51 719 A und US 4 704 576 A beschreiben jeweils ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Evaluieren der kristallinen Qualität bzw. Kristallqualität einer dünnen Halbleiterprobe.
LISTE VON DOKUMENTEN DES STANDES DER TECHNIK
[PATENTDOKUMENTE]

Patentdokument 1: JP 2007-48959 A
Patentdokument 2: JP 2008-51719 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Umstände gemacht und es ist ein Ziel bzw. Gegenstand davon, ein(e) Kristallqualitäts-Evaluierungseinrichtung und -verfahren für einen Dünnfilm-Halbleiter zur Verfügung zu stellen, welche fähig sind, eine Kristallqualität eines Halbleiter-Dünnfilms unter Verwendung einer μ-PCD Technik selbst in einer Situation zu evaluieren, wo ein elektrisch leitender bzw. leitfähiger Film unter dem Halbleiter-Dünnfilm ausgebildet ist bzw. wird.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung und ein Kristallqualitäts-Evaluierungsverfahren für Dünnfilm-Halbleiter zur Verfügung, welche ausgebildet bzw. entwickelt sind, um eine Kristallqualität einer Probe eines Dünnfilm-Halbleiters durch ein Emittieren von Erregerlicht und einer elektromagnetischen Welle, um eine Messstelle der Probe zu bestrahlen, und ein Detektieren einer Intensität einer reflektierten elektromagnetischen Welle von der Probe zu evaluieren bzw. zu beurteilen. In der vorliegenden Erfindung ist bzw. wird der Dünnfilm-Halbleiter der Probe auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film ausgebildet, und ein Dielektrikum, welches für das Erregerlicht transparent bzw. durchlässig ist, wird zusätzlich zwischen der Probe und einem Abschnitt für ein Emittieren der elektromagnetischen Welle angeordnet. Ferner ist die folgende Gleichung: d = λ/4(ε)^½ erfüllt, wobei: ε eine Permittivität des Dielektrikums (3, 33) ist; d eine Dicke des Dielektrikums (3, 33) ist; und λ eine Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist.
Somit machen es die (das) Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung und -verfahren für einen Dünnfilm-Halbleiter, welche auf diese Weise konfiguriert sind, möglich, die kristalline bzw. Kristallqualität selbst in der obigen Situation zu evaluieren, wo der elektrisch leitende Film unter dem Halbleiter-Dünnfilm ausgebildet ist.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung eines Dünnfilm-Halbleiters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 ist ein Diagramm, welches einen Zustand einer stehenden Welle illustriert, wenn eine Mikrowelle emittiert bzw. ausgesandt wird, um eine Metallbühne bzw. -platte zu bestrahlen.
3 ist ein Graph, welcher eine Änderung in einer Intensität einer reflektierten Mikrowelle illustriert, welche auftritt, wenn eine Permittivität und eine Dicke eines Dielektrikums, welches in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird, wobei eine Kristallqualität von einer Intensität einer reflektierten Welle einer Mikrowelle evaluiert wird, welche emittiert wird, um eine Probe zu bestrahlen.
4 ist ein Diagramm, welches jeweilige Reflexionszustände einer Mikrowelle durch eine Oberfläche der Probe und eine Oberfläche des Dielektrikums illustriert.
5 ist ein Graph, welcher eine Änderung in einer Dichte von photo-erregten Trägern illustriert, welche durch ein Erregerlicht bewirkt wird, welches emittiert wird, um einen Halbleiter zu bestrahlen.
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung eines Dünnfilm-Halbleiters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun basierend auf den Zeichnungen beschrieben. In den Figuren bedeuten zwei oder mehr Elemente oder Komponenten, welche mit demselben Bezugszeichen oder Code bezeichnet sind, dass diese dasselbe Element oder dieselbe Komponente sind, und ihre verdoppelte bzw. wiederholte Beschreibung wird fallweise weggelassen.
(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung 1 für einen Dünnfilm-Halbleiter gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Die Evaluierungsvorrichtung bzw. der Evaluierungsapparat 1 ist im Wesentlichen entworfen bzw. ausgebildet, um eine Kristallqualität bzw. kristalline Qualität eines Halbleiters unter Verwendung der oben erwähnten μ-PCD Technik zu evaluieren, wobei sie eine Probe 2 unter einer Bedingung, dass ein Dielektrikum 3 auf der Probe 2 überlagert ist, selbst in einer Situation evaluieren bzw. auswerten bzw. beurteilen kann, wo ein Laminat eines Glassubstrats (Dicke: einige mm) 2c und eines elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Films 2b und eines Dünnfilm-Halbleiters 2a (Dicke: etwa einige μm), welche auf dem Glassubstrat 2c ausgebildet sind, als die Probe 2 verwendet wird, wie dies später beschrieben wird. Beispielsweise beinhaltet eine derartige Probe 2 eine Solarzelle, welche mit einer Bodenelektrode ausgebildet ist, und einen FPD, welcher eine Boden-Gate-Struktur verwendet bzw. einsetzt. Die Evaluierungsvorrichtung 1 kann auch einen Halbleiterwafer oder dgl. in einer konventionellen Weise evaluieren bzw. beurteilen, ohne das Dielektrikum 3 zwischenzuschalten.
Beispielsweise umfasst, wie dies in 1 illustriert ist, die Evaluierungsvorrichtung 1 einen Mikrowellengenerator 11, eine Mehrzahl von Wellenleitern 12, 13, 14, einen Richtungskoppler 15, eine Bühne bzw. Platte bzw. einen Objekttisch 16, eine Ultraviolett-Erregerlichtquelle 17, einen Detektor 18, einen Personal Computer 19 und das Dielektrikum 3.
Eine Mikrowelle, welche von dem Mikrowellengenerator 11 emittiert wird, welcher ein Beispiel eines eine elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitts ist, wird von dem Wellenleiter 12 durch den Richtungskoppler 15 und den Wellenleiter 13 weitergeleitet und emittiert, um eine Messstelle der Probe auf der Bühne 16 zu bestrahlen. Die Mikrowelle, welche von einem distalen Ende des Wellenleiters 13 emittiert wird, um die Probe zu bestrahlen, wird durch eine Oberfläche der Probe reflektiert und wiederum in den Wellenleiter 13 eingebracht. Ultraviolettes Erregerlicht, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke des Halbleiters der Probe aufweist, wird von der Ultraviolett-Erregerlichtquelle 17 emittiert, welche ein Beispiel eines ein Erregerlicht emittierenden Abschnitts ist, um einen Bereich kleiner als einen Bestrahlungsbereich mit der Mikrowelle zu bestrahlen. Während der Bestrahlung mit dem ultravioletten Erregerlicht werden licht- bzw. photo-erregte Träger in dem Halbleiter generiert bzw. erzeugt, so dass eine Mikrowellenreflexionsrate vorübergehend erhöht wird. Die reflektierte Mikrowelle wird zurückkehrend von dem Wellenleiter 13 zu dem Wellenleiter 14 über den Richtungskoppler 15 geführt bzw. geleitet und durch den Detektor 18 detektiert, welcher ein Beispiel eines Detektionsabschnitts ist. Ein Detektionssignal von dem Detektor 18 wird zu dem Personal Computer 19 übertragen, welcher ein Beispiel eines Auswerte- bzw. Evaluierungsabschnitts ist.
Auf diese Weise bewegen sich (migrieren) die photo-erregten Träger, welche in dem Halbleiter durch die Bestrahlung mit dem ultravioletten Erregerlicht erzeugt bzw. generiert werden, gemäß einem elektrischen Feld der elektromagnetischen Welle (Mikrowelle), und ein Zustand der Bewegung wird durch das Vorhandensein von Verunreinigungen, Defekten oder dgl. in dem Halbleiter beeinflusst. Somit kann in der Evaluierungsvorrichtung 1, welche wie oben konfiguriert ist, eine kristalline bzw. Kristallqualität des Halbleiters in einer derartigen Weise evaluiert werden, dass eine Intensität der reflektierten Mikrowelle von der Probe 2 durch den Detektor 18 detektiert wird und dann durch den Personal Computer 19 analysiert wird. Zusätzlich kann die Detektion (Messung) der Intensität der reflektierten Welle in einer nicht-zerstörenden und nicht-kontaktierenden Weise innerhalb einer signifikant kurzen Zeitperiode durchgeführt werden. Betreffend die Detektion kann der Personal Computer 19 konfiguriert sein, um eine abbildende bzw. aufzeichnende Messung für ein Bestimmen einer Kristallqualität in einem vorbestimmten Bereich der Probe 2 durch ein Regeln bzw. Steuern einer Position der Bühne 16 umfassend einen X-Y Tisch durchzuführen.
Unterdessen wird, wie dies in 2(A) illustriert ist, wenn eine Mikrowelle emittiert wird, um eine Oberfläche 21a einer Metallbühne 21 zu bestrahlen, eine stehende Welle, welche einen Knoten auf der Oberfläche 21a aufweist, ausgebildet, wie dies durch das Bezugszeichen 22 angedeutet ist. Somit ist, wie dies in 2(B) illustriert ist, wenn eine dünne Probe 23 auf der Metallprobe 21 angeordnet wird, eine Amplitude W1 eines elektrischen Felds einer stehenden Welle auf einer Oberfläche der Metallprobe 21 klein, so dass eine Wechselwirkung mit photo-erregten Trägern schwach wird und die Detektion im Wesentlichen unmöglich aufgrund einer geringen Signalintensität wird. Andererseits wird, wie dies in 2(C) illustriert ist, in einer dicken Probe 24 (ein optimaler Wert einer Dicke der Probe ist λ/4, wo λ eine Wellenlänge der Mikrowelle ist) eine relativ große Amplitude W2 eines elektrischen Felds erhalten, so dass ein resultierendes Signal stark wird. D. h., die Amplitude W2 des elektrischen Felds in der relativ dicken Probe 24 wird größer als die Amplitude W1 des elektrischen Felds in einer relativ dünnen Probe 23 und stellt ein stärkeres Signal zur Verfügung.
Daher wird in der ersten Ausführungsform, wenn eine Kristallqualität einer Probe 2 unter Verwendung der μ-PCD Technik evaluiert wird, in einer Situation, wo die Probe 2 einen Dünnfilm-Halbleiter 2a auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film 2b ausgebildet aufweist, die Messung unter einer Bedingung bzw. in einem Zustand durchgeführt, dass das Dielektrikum 3 auf dem Dünnfilm-Halbleiter 2a der Probe 2 überlagert ist bzw. wird. Das Dielektrikum 3 ist transparent bzw. durchlässig für das ultraviolette Erregerlicht.
Diese Konfiguration macht es möglich, wenn eine Kristallqualität eines Halbleiters unter Verwendung der μ-PCD (Mikrowellenreflexions-Photoleitfähigkeitsabnahme) Technik evaluiert wird, der Probe 2 zu erlauben, für welche es nicht möglich war, aufgrund einer unzureichenden Empfindlichkeit aufgrund der Abwesenheit des Dielektrikums 3 evaluiert zu werden, in einer hoch empfindlichen Weise evaluiert zu werden, während verhindert wird, dass eine Erzeugung von photo-erregten Trägern durch ein ultraviolettes Erregerlicht durch das Dielektrikum 3 be- bzw. verhindert wird. Zusätzlich wird zwischen einem Mikrowellen-Emissionsraum und der Probe 2, d. h. zwischen Luft und Silizium, ein Medium, welches eine zwischenliegende Impedanz (Dielektrikum 3) aufweist, eingesetzt bzw. eingefügt, so dass es möglich wird, eine rasche Änderung in einer Impedanz gegenüber der Mikrowelle (um eine Impedanzabstimmung zu erzielen) zu vermeiden, wodurch eine Leistungstransmissionseffizienz erhöht bzw. verbessert wird.
Unter der Annahme, dass eine Permittivität des Dielektrikums 3 in ε ausgedrückt wird, und eine Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle in λ ausgedrückt wird, ist bzw. wird eine Dicke d des Dielektrikums 3 vorzugsweise eingestellt bzw. festgelegt, um die folgende Formel (1) zu erfüllen: d = λ/4(ε)^½ (1)
3 ist ein Graph, welcher eine Änderung in einer Intensität einer reflektierten Mikrowelle illustriert, welche auftritt, wenn die Permittivität und die Dicke des Dielektrikums 3, welches in der Vorrichtung bzw. dem Apparat gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird, wobei eine Kristallqualität aus einer Intensität einer reflektierten Welle der Mikrowelle evaluiert wird, welche emittiert wird, um die Probe 2 zu bestrahlen. Spezifischer ist bzw. wird ein Resultat einer Simulation, welche durch die Erfinder dieser Anmeldung durchgeführt wurde, in 3 illustriert. Diese Simulation wurde in zwei Fällen durchgeführt, wo die Permittivität ε des Dielektrikums 3 auf 7,5 und 9,0 festgelegt wird, während die Frequenz der Mikrowelle auf 26 GHz eingestellt bzw. festgelegt wird. Wie dies aus 3 ersichtlich ist, ist bzw. wird, wenn die Dicke d des Dielektrikums 3 die obige Formel (1) erfüllt, die Oberfläche des Dielektrikums 3 an einer Position eines Anti-Knotens der Amplitude der reflektierten Welle angeordnet, so dass die Empfindlichkeit der reflektierten Mikrowelle maximiert wird.
Zusätzlich weisen, wenn die obige Bedingung erfüllt ist, eine Mikrowelle 3f, welche durch eine Oberfläche 3d des Dielektrikums 3 reflektiert wird, und eine Mikrowelle 2f, welche durch eine Oberfläche 2d der Probe 2 reflektiert wird, eine Beziehung eines Knotens und eines Anti-Knotens auf, wie dies in 4 illustriert ist, so dass sie einander auslöschen. Wenn die Dicke d = λ/4n (n: Brechungsindex), wird die Reflexion an der zwischenliegenden Oberfläche 3d des Dielektrikums 3 minimiert, da die reflektierte Welle an der zwischenliegenden bzw. Grenzflächen-Oberfläche 3d und die reflektierte Welle von der Grenzflächen-Oberfläche 2d wechselweise durch eine Interferenz dazwischen geschwächt werden. In diesem Zustand wird eine Energie-Transmittanz bzw. -Durchlässigkeit (Energie-durchlässigkeitseffizienz) der elektromagnetischen Welle von Luft zu dem Dielektrikum 3 maximiert, und dementsprechend kann ein größeres elektrisches Feld in einen Evaluierungs-Zielfilm (Dünnfilm-Halbleiter 2a) eingebracht werden, so dass es möglich wird, eine Signalintensität zu erhöhen.
Betreffend das Dielektrikum 3 ist es, obwohl eine Sensitivität bzw. Empfindlichkeit erhöht wird, wenn die Permittivität davon näher zu einer Permittivität des Dünnfilm-Halbleiters 2a wird (z. B. in einem Fall von Silizium 11,7 bis 11,8), notwendig, ein Dielektrikum frei von einer Absorption eines ultravioletten Erregerlichts zu verwenden, wie dies oben erwähnt ist. Darüber hinaus ist es, um zu erlauben, dass das Erregerlicht effizient in dem Dünnfilm-Halbleiter 2a absorbiert wird, bevorzugt, eine Wellenlänge der Ultraviolett-Erregerlichtquelle 17 auszuwählen, um die folgende Gleichung bzw. den folgenden Zusammenhang zu erfüllen: eine Dicke des Dünnfilm-Halbleiters 2a < eine Länge einer Durchdringung. Darüber hinaus kann, um eine weitere hoch-empfindliche Detektion zu erlauben, der Detektor 18 ein differentielles bzw. Differenzial-Antennensystem verwenden.
Der Personal Computer 19 als ein Beispiel des Evaluierungsabschnitts ist betätigbar bzw. betreibbar, um die Kristallqualität basierend auf einer Detektion eines Spitzen- bzw. Peakwerts Peak der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle durch den Detektor 18 als ein Beispiel des Detektionsabschnitts zu evaluieren. Dies basiert auf der Tatsache, dass eine Dichte der photo-erregten Träger, welche durch eine Bestrahlung mit dem ultravioletten Erregerlicht bewirkt werden, sich ändert, wie dies in 5 illustriert ist, und eine Träger-Annihilationszeit ähnlich zu der Anzahl von erzeugten Trägern wird, wenn eine Lebensdauer τ der photo-erregten Träger so kurz ist wie n s oder geringer (Größenordnung von Picosekunden) im Vergleich zu einer Laserpulsbestrahlungs-Zeitperiode t0. Bei einem Start der Bestrahlung zur Zeit t = 0, wird die Trägerdichte erhöht werden. Dann gleichen, wenn eine ausreichende Zeit, welche die Lebensdauer τ übersteigt, verstrichen ist, die Anzahl von Trägern, welche durch eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht neu generiert bzw. erzeugt werden, und die Anzahl von Trägern, welche nach dem Verstreichen der Lebensdauer τ rekombiniert und annihiliert werden, einander aus (gegenseitiger Ausgleich), und die Trägerdichte wird konstant. Nachfolgend wird bei einem Anhalten der Bestrahlung mit dem Erregerlicht zu einer Zeit t = t0 die Trägerdichte mit der Lebensdauer τ reduziert werden.
Spezifischer wird unter der Annahme, dass eine Trägereinspritzzeit (Rate einer Erzeugung eines Elektron-Loch-Paars durch Photoerregung: pro Einheitsvolumen und Einheitszeit) in g ausgedrückt ist bzw. wird, und die Lebensdauer auch in τ wie in der obigen Formel ausgedrückt wird, eine Trägerdichte p in einer Halbleiterschicht durch ein Lösen der folgenden Formel (2) abgeleitet, und als die folgende Formel (3) unter Anfangsbedingungen von: p = 0 und t = 0 (wenn gewünscht wird, ausdrücklich zu zeigen, dass p eine Funktion der Zeit t ist, kann p geschrieben werden als p(t)) ausgedrückt: dp/dt = g – p/τ (2) p = gτ(1 – exp(–t/τ)) (3)
Dann ist ein Spitzenwert Peak der Trägerdichte p ein Wert bei t = t0, welches ein Endzeitpunkt der Laserpulsbestrahlung ist, und kann daher als die folgende Formel (4) ausgedrückt werden: Peak = gτ(1 – exp(–t0/τ)) (4)
In dieser Formel ist τ << t0, wie dies oben erwähnt ist, und daher Peak gτ. Darüber hinaus ist g konstant und daher kann die Lebensdauer τ ausgedrückt werden als (angenähert werden durch) die folgende Formel (5): τ ∝ Peak (5)
Somit ist es in dem Fall, wo die Lebensdauer τ so kurz wie n s oder geringer (Größenordnung von Picosekunden) ist, schwierig, die Lebensdauer τ unter Verwendung einer konventionellen kostengünstigen Messvorrichtung zu messen. Jedoch macht es die Verwendung des Spitzenwerts als ein Evaluierungswert einer Kristallqualität anstelle der Lebensdauer τ möglich, die Lebensdauer τ ohne ein Verwenden einer kostspieligen Messvorrichtung zu evaluieren.
In der ersten Ausführungsform ist die Ultraviolett-Erregerlichtquelle 17 als ein Beispiel des ein Erregerlicht emittierenden Abschnitts betreibbar, um Erregerlicht intensitäts-moduliert in vorbestimmten Perioden zu emittieren, um die Probe 2 zu bestrahlen, und der Personal Computer 19 als ein Beispiel des Evaluierungsabschnitts ist betreibbar, um eine periodische Komponente synchron mit der Intensitätsmodulation des Erregerlichts aus der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle zu extrahieren (zu detektieren), welche durch den Detektor 18 als ein Beispiel des Detektionsabschnitts detektiert wird, und die Kristallqualität der Probe basierend auf der extrahierten Detektionssignalintensität zu evaluieren. Dies erlaubt eine hoch-empfindliche Messung und Evaluierung. Insbesondere in dem Fall, wo der Erregerlicht-Bestrahlungsbereich ein kleiner Bereich bzw. eine kleine Fläche ist, ist eine Änderung in einer Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle klein und ist daher für ein Rauschen anfällig. Selbst in dieser Situation wird basierend auf der obigen modulierten Erregung und synchronisierten Detektion eine unerwünschte Frequenzkomponente (Rauschen) optimal entfernt. In der ersten Ausführungsform kann ein Halbleiterlaser als die Ultraviolett-Erregerlichtquelle 17 verwendet werden. Dies ist vorteilhaft nicht nur im Hinblick auf eine Reduktion der Kosten, sondern auch betreffend die Sicherheit.
(ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM)
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung 31 eines Dünnfilm-Halbleiters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Die Evaluierungsvorrichtung 31 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu der Evaluierungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Somit wird ein entsprechendes Element oder eine entsprechende Komponente durch ein Zuteilen desselben Bezugszeichens oder Codes hiezu definiert, und seine (ihre) Beschreibung wird weggelassen werden. In der Evaluierungsvorrichtung 31 wird anstelle des Dielektrikums 3 in der ersten Ausführungsform ein Dielektrikum 33 an einem distalen Ende eines Wellenleiters 13 angeordnet bzw. festgelegt, und die Messung wird unter einer Bedingung durchgeführt, dass ein geringer Abstand d zwischen dem Dielektrikum 33 und einer Probe 2 definiert wird. Beispielsweise wird, wenn eine Permittivität ε des Dielektrikums 33 5,5 ist, der kleine Abstand d auf etwa 50 μm eingestellt bzw. festgelegt. D. h., der kleine Abstand d wird selektiv auf den größtmöglichen Abstand in einem Ausmaß eingestellt bzw. festgelegt, dass eine emittierte Mikrowelle nicht den kleinen Abstand d fühlen wird (er keinen Einfluss auf eine Propagation bzw. Weiterleitung bzw. Fortpflanzung ausübt).
Somit macht es das Vorhandensein des kleinen Abstands d möglich, die Evaluierung in einer vollständig nicht-kontaktierenden Beziehung zu der Probe 2 durchzuführen. Das Dielektrikum 33 kann in einer Größe des Wellenleiters 13 ausgebildet sein bzw. werden, an welchem das Dielektrikum 33 festgelegt wird, d. h. einer Größe, welche verschieden von oder geringer als eine gesamte Größe der Probe 2 ist. In diesem Fall wird es möglich, eine Biegung bzw. Durchbiegung davon zu reduzieren, wodurch der kleine Abstand d reduziert wird.
Wie oben offenbart diese Beschreibung Techniken gemäß verschiedenen Aspekten. Unter diesen werden wesentliche bzw. Haupttechniken unten dargelegt bzw. ausgeführt werden.
Gemäß einem Aspekt wird eine Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung für Dünnfilm-Halbleiter zur Verfügung gestellt, welche umfasst: einen Erregerlicht aussendenden bzw. emittierenden Abschnitt für ein Emittieren von Erregerlicht, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke eines Dünnfilm-Halbleiters einer Probe aufweist, um eine Messstelle der Probe zu bestrahlen; einen eine elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt für ein Emittieren einer elektromagnetischen Welle, um eine Bestrahlungsposition des Erregerlichts zu bestrahlen; einen Detektionsabschnitt für ein Detektieren einer Intensität einer reflektierten elektromagnetischen Welle von der Probe, welche sich in Antwort auf eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht ändert; und einen Evaluierungsabschnitt für ein Evaluieren einer kristallinen bzw. Kristallqualität der Probe basierend auf einem Resultat der Detektion durch den Detektionsabschnitt, wobei der Dünnfilm-Halbleiter der Probe auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film gebildet ist, und wobei die Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung darüber hinaus ein Dielektrikum umfasst, welches zwischen der Probe und dem die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt angeordnet ist und für das Erregerlicht transparent bzw. durchlässig ist.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Kristallqualitäts-Evaluierungsverfahren für Dünnfilm-Halbleiter zur Verfügung gestellt, welches umfasst: ein Emittieren von Erregerlicht, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke eines Dünnfilm-Halbleiters einer Probe aufweist, um eine Messstelle der Probe zu bestrahlen; in Zusammenwirken mit der Bestrahlung mit dem Erregerlicht ein Emittieren einer elektromagnetischen Welle, um eine Bestrahlungsposition des Erregerlichts zu bestrahlen; ein Detektieren einer Intensität einer reflektierten elektromagnetischen Welle von der Probe, welche sich in Antwort auf eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht ändert; und basierend auf einem Resultat der Detektion ein Evaluieren einer kristallinen bzw. Kristallqualität der Probe, wobei der Dünnfilm-Halbleiter der Probe auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film gebildet wird, und wobei das Kristallqualitäts-Evaluierungsverfahren darüber hinaus ein Anordnen eines Dielektrikums, welches für das Erregerlicht transparent bzw. durchlässig ist, zwischen der Probe und dem die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt umfasst.
In einer(m) Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung und -verfahren für einen Halbleiter, welche ausgebildet bzw. entwickelt sind, um eine Kristallqualität eines Halbleiters unter Verwendung einer sogenannten μ-PCD Technik zu evaluieren bzw. zu beurteilen, wird Erregerlicht, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke eines Halbleiters einer Probe aufweist, emittiert, um eine Messstelle der Probe zu bestrahlen, und gleichzeitig wird eine elektromagnetische Welle emittiert, um eine Bestrahlungsposition des Erregerlichts zu bestrahlen. Dann wird eine Intensität einer reflektierten elektromagnetischen Welle von der Probe, welche sich in Antwort auf eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht ändert, detektiert, und eine Kristallqualität der Probe wird basierend auf einem Resultat der Detektion evaluiert. In dem Fall, wo der Halbleiter der Probe ein Dünnfilm-Halbleiter ist, welcher auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film ausgebildet ist, ist bzw. wird ein Dielektrikum, welches für das Erregerlicht transparent bzw. durchlässig ist, zwischen der Probe und dem die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt angeordnet.
In der Vorrichtung und dem Verfahren werden, wenn der Halbleiter mit dem Erregerlicht bestrahlt wird, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke davon aufweist, photo- bzw. licht-erregte Träger in dem Halbleiter generiert bzw. erzeugt, wobei sich die photo-erregten Träger gemäß einem elektrischen Feld der elektromagnetischen Welle bewegen (migrieren). Ein Zustand einer Bewegung wird durch das Vorhandensein von Verunreinigungen, Defekten oder dgl. in der Probe beeinflusst. Somit kann eine Intensität einer reflektierten Welle der elektromagnetischen Welle, welche emittiert wird, um die Halbleiterprobe zu bestrahlen (eine Änderung in einer Intensität der reflektierten Welle im Vergleich zu der emittierten Welle) als ein Index einer Kristallqualität der Probe dienen. Zusätzlich kann diese Detektion (Messung) der Intensität der reflektierten Welle innerhalb einer signifikant kurzen Zeitperiode in einer nicht-zerstörenden und nicht-kontaktierenden Weise durchgeführt werden. In dem Fall eines Verwendens der μ-PCD Technik wird, wenn eine Mikrowelle emittiert wird, um eine Oberfläche einer Metallbühne zu bestrahlen, eine stehende Welle, welche einen Knoten auf der Oberfläche aufweist, ausgebildet. Somit ist, wenn eine dünne Probe auf der Bühne bzw. dem Träger bzw. Objekttisch angeordnet wird, eine Amplitude eines elektrischen Felds einer stehenden Welle auf einer Oberfläche der Probe klein, so dass eine Interaktion bzw. Wechselwirkung mit photo-erregten Trägern schwach wird und eine Signalintensität verringert wird. Andererseits wird, wenn eine dicke Probe auf der Bühne bzw. dem Träger angeordnet wird (ein optimaler Wert einer Dicke der Probe ist λ/4), eine relativ große Amplitude eines elektrischen Felds erhalten, so dass ein resultierendes Signal stark wird.
Daher wird in der(m) obigen Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung und -verfahren in einer Situation, wo der Halbleiter ein dünner bzw. Dünnfilm ist und der Dünnfilm-Halbleiter auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film, wie beispielsweise einer Bodenelektrode einer Solarzelle oder dgl. ausgebildet ist, ein Dielektrikum, welches für das Erregerlicht transparent ist, zwischen dem Dünnfilm-Halbleiter der Probe und dem die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt angeordnet. Dies macht es möglich, einer Probe zu erlauben, welche nicht fähig war, aufgrund einer unzureichenden Empfindlichkeit aufgrund der Abwesenheit des Dielektrikums evaluiert zu werden, auch in einer hoch-empfindlichen Weise evaluiert bzw. beurteilt zu werden, während verhindert wird, dass eine Erzeugung bzw.
Generierung von photo-erregten Trägern durch ein ultraviolettes Erregerlicht behindert wird.
Zusätzlich wird zwischen einem Mikrowellenemissionsraum und der Probe, d. h. zwischen Luft und Silizium das Dielektrikum als ein Medium eingesetzt bzw. eingefügt, welches eine zwischenliegende Impedanz aufweist, so dass es möglich wird, eine rasche Änderung in einer Impedanz gegenüber der elektromagnetischen Welle zu vermeiden (um eine Impedanzabstimmung zu erzielen), wodurch eine Leistungstransmissionseffizienz erhöht bzw. gesteigert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfüllt die Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung die folgende Beziehung: d = λ/4(ε)^½, wobei: ε eine Permittivität des Dielektrikums ist; d eine Dicke des Dielektrikums ist; und λ eine Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist.
Die Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung, welche auf diese Weise konfiguriert ist, kann eine Effizienz einer Leistungstransmission zu dem Dünnfilm-Halbleiter maximieren.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung ist der Evaluierungsabschnitt betreibbar, um die Kristallqualität basierend auf einem Detektieren eines Peak- bzw. Spitzenwerts der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle durch den Detektionsabschnitt zu evaluieren.
In der obigen Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung ist es, wenn eine Lebensdauer τ der photo-erregten Träger so kurz wie n s oder geringer (Größenordnung von Picosekunden) ist, schwierig, die Lebensdauer τ unter Verwendung einer konventionellen kostengünstigen Messvorrichtung zu messen. Jedoch weist, wenn eine Erregerpulsbreite >> als die Lebensdauer τ ist, die Lebensdauer τ die folgende Beziehung auf: τ ∝ Spitzenwert (wird ähnlich dem Spitzenwert).
Somit wird in der Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung, welche wie oben konfiguriert ist, der Spitzenwert als ein Evaluierungswert einer Kristallqualität anstelle der Lebensdauer τ verwendet, so dass es möglich wird, die Lebensdauer τ ohne Verwendung einer kostspieligen Messvorrichtung zu evaluieren.
In noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung ist bzw. wird das Dielektrikum über der Probe mit einem geringen Abstand dazwischen angeordnet.
Die Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung, welche auf diese Weise konfiguriert ist, kann die Evaluierung in einer vollständig nicht-kontaktierenden Beziehung zu der Probe durchführen.
In noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung beinhaltet der die elektromagnetische Welle emittierende Abschnitt einen Wellenleiter für ein Leiten der elektromagnetischen Welle zu der Erregerlicht-Bestrahlungsposition, wobei das Dielektrikum an einem distalen Ende des Wellenleiters des die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitts festgelegt ist.
In der Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung, welche auf diese Weise konfiguriert ist, kann das Dielektrikum in einer Größe des Wellenleiters ausgebildet sein bzw. werden, an welchem das Dielektrikum festgelegt wird, d. h. einer Größe, welche verschieden von einer oder geringer als eine gesamte Größe der Probe ist. In diesem Fall wird es möglich, eine Biegung bzw. Durchbiegung davon zu reduzieren, wodurch der geringe Abstand reduziert wird.
In noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung ist der Erregerlicht emittierende Abschnitt betreibbar, um Erregerlicht intensitäts-moduliert in vorbestimmten Perioden zu emittieren, um die Probe zu bestrahlen, und es ist der Evaluierungsabschnitt betreibbar, um eine periodische Komponente synchron mit der Intensitätsmodulation des Erregerlichts aus der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle zu extrahieren, welche durch den Detektionsabschnitt detektiert wird, und die Kristallqualität der Probe basierend auf der Intensität des extrahierten Detektionssignals zu evaluieren.
In der Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung, welche auf diese Weise konfiguriert ist, können eine hoch-empfindliche Messung und eine Evaluierung basierend auf der modulierten Erregung und synchronisierten Detektion wie in dem Patentdokument 1 erzielt bzw. erhalten werden. Insbesondere in dem Fall, wo der Erregerlicht-Bestrahlungsbereich ein kleiner Bereich ist, ist eine Änderung in einer Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle klein und ist daher anfällig für ein Rauschen. Selbst in dieser Situation kann basierend auf der oben erwähnten modulierten Erregung und synchronisierten Detektion eine unerwünschte Frequenzkomponente (Rauschen) optimal entfernt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann ein(e) Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung und -verfahren für ein Evaluieren einer kristallinen bzw. Kristallqualität eines Dünnfilm-Halbleiters zur Verfügung stellen.

Claims

Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (1, 31) für Dünnfilm-Halbleiter, umfassend: einen Erregerlicht emittierenden Abschnitt (17), welcher eingerichtet ist, Erregerlicht zu emittieren, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke eines Dünnfilm-Halbleiters (2a) einer Probe (2) aufweist, um eine Messstelle der Probe (2) zu bestrahlen; einen eine elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt (11), welcher eingerichtet ist, eine elektromagnetische Welle zu emittieren, um eine Bestrahlungsposition des Erregerlichts zu bestrahlen; einen Detektionsabschnitt (18), welcher eingerichtet ist, eine Intensität einer reflektierten elektromagnetischen Welle von der Probe (2) zu detektieren, welche sich in Antwort auf eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht ändert; und einen Evaluierungsabschnitt (19), welcher eingerichtet ist, eine kristalline Qualität bzw. Kristallqualität der Probe (2) basierend auf einem Resultat der Detektion durch den Detektionsabschnitt (18) zu evaluieren, wobei der Dünnfilm-Halbleiter (2a) der Probe (2) auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film (2b) gebildet ist, und wobei die Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (3, 33) darüber hinaus ein Dielektrikum (3, 33) umfasst, welches zwischen der Probe (2) und dem die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt (11) angeordnet ist und für das Erregerlicht transparent ist, und wobei die folgende Gleichung: d = λ/4(ε)^½ erfüllt ist, wobei: ε eine Permittivität des Dielektrikums (3, 33) ist; d eine Dicke des Dielektrikums (3, 33) ist; und λ eine Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist.
Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (1, 31) nach Anspruch 1, wobei der Evaluierungsabschnitt (19) betreibbar ist, um die Kristallqualität basierend auf einem Detektieren eines Peak- bzw. Spitzenwerts der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle durch den Detektionsabschnitt (18) zu evaluieren.
Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (1, 31) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: der Erregerlicht emittierende Abschnitt (17) eingerichtet ist, um Erregerlicht intensitäts-moduliert in vorbestimmten Perioden zu emittieren, um die Probe (2) zu bestrahlen; und der Evaluierungsabschnitt (19) eingerichtet ist, um eine periodische Komponente synchron mit der Intensitätsmodulation des Erregerlichts aus der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Welle zu extrahieren, welche durch den Detektionsabschnitt (18) detektiert wird, und die Kristallqualität der Probe (2) basierend auf der Intensität des extrahierten Detektionssignals zu evaluieren.
Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (1, 31) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dielektrikum (3, 33) oberhalb der Probe (2) mit einem Abstand dazwischen angeordnet ist.
Kristallqualitäts-Evaluierungsvorrichtung (31) nach Anspruch 4, wobei der die elektromagnetische Welle emittierende Abschnitt (11) einen Wellenleiter (13) für ein Leiten der elektromagnetischen Welle zu der Erregerlicht-Bestrahlungsposition beinhaltet und wobei das Dielektrikum (33) an einem distalen Ende des Wellenleiters (13) des die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitts (11) festgelegt ist.
Kristallqualitäts-Evaluierungsverfahren für Dünnfilm-Halbleiter, umfassend: ein Emittieren von Erregerlicht, welches eine Energie gleich wie oder größer als eine Bandlücke eines Dünnfilm-Halbleiters (2a) einer Probe (2) aufweist, um eine Messstelle der Probe (2) zu bestrahlen; in Zusammenwirken mit der Bestrahlung mit dem Erregerlicht ein Emittieren einer elektromagnetischen Welle, um eine Bestrahlungsposition des Erregerlichts zu bestrahlen; ein Detektieren einer Intensität einer reflektierten elektromagnetischen Welle von der Probe (2), welche sich in Antwort auf eine Bestrahlung mit dem Erregerlicht ändert; und basierend auf einem Resultat der Detektion ein Evaluieren einer kristallinen bzw. Kristallqualität der Probe (2), wobei der Dünnfilm-Halbleiter (2a) der Probe (2) auf einem elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Film (2b) gebildet wird, und wobei das Kristallqualitäts-Evaluierungsverfahren darüber hinaus ein Anordnen eines Dielektrikums (3, 33), welches für das Erregerlicht transparent ist, zwischen der Probe (2) und dem die elektromagnetische Welle emittierenden Abschnitt umfasst, wobei die folgende Gleichung: d = λ/4(ε)^½ erfüllt ist, wobei: ε eine Permittivität des Dielektrikums (3, 33) ist; d eine Dicke des Dielektrikums (3, 33) ist; und λ eine Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist.