JP2000028549A - 少数キャリアのライフタイム測定装置 - Google Patents
少数キャリアのライフタイム測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定系の変化に関わらず，ライフタイムを安
定して高精度で測定できる少数キャリアのライフタイム
測定装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波発振器１から発せられたマイ
クロ波を分岐回路２で分岐させ，一方はサーキュレータ
３，導波管４，Ｅ−Ｈチューナ５，導波管アンテナ６を
介して，パルス光が照射されている半導体試料７の表面
に照射させ，その反射波を上記と逆の経路でミキサ９に
入力し，もう一方は位相シフタ８を介して上記ミキサ９
に入力する。そして両者をミキシングした後，フィルタ
１０においてその直流成分及び高周波信号成分を取り除
き，計算機１１に入力する。続いて，上記位相シフタ８
によって上記マイクロ波の位相を９０度変化させ，同様
の処理を行う。上記計算機１１では，入力された２つの
信号の二乗和を計算し，これに基づいてライフタイムを
測定する。上記二乗和によって得られる波形からは不要
反射波の影響が排除されているため，測定系の変化に関
わらず安定したライフタイム測定が可能となる。
定して高精度で測定できる少数キャリアのライフタイム
測定装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波発振器１から発せられたマイ
クロ波を分岐回路２で分岐させ，一方はサーキュレータ
３，導波管４，Ｅ−Ｈチューナ５，導波管アンテナ６を
介して，パルス光が照射されている半導体試料７の表面
に照射させ，その反射波を上記と逆の経路でミキサ９に
入力し，もう一方は位相シフタ８を介して上記ミキサ９
に入力する。そして両者をミキシングした後，フィルタ
１０においてその直流成分及び高周波信号成分を取り除
き，計算機１１に入力する。続いて，上記位相シフタ８
によって上記マイクロ波の位相を９０度変化させ，同様
の処理を行う。上記計算機１１では，入力された２つの
信号の二乗和を計算し，これに基づいてライフタイムを
測定する。上記二乗和によって得られる波形からは不要
反射波の影響が排除されているため，測定系の変化に関
わらず安定したライフタイム測定が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，半導体ウェーハの
品質管理に用いられる，光伝導マイクロ波減衰法による
少数キャリアのライフタイム測定装置に関するものであ
る。
品質管理に用いられる，光伝導マイクロ波減衰法による
少数キャリアのライフタイム測定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハの結晶欠陥を評価する方
法としては，そのライフタイムの変動を測定評価する方
法が一般的であり，例えば特公昭６１−６０５７６号公
報に開示された半導体ウェーハの少数キャリアのライフ
タイム測定装置（以下，従来技術という）等が知られて
いる。図４は上記従来技術に係る少数キャリアのライフ
タイム測定装置の一例Ａ０の概略構成を示す図である。
図４に示す如く，ライフタイム測定装置Ａ０は，試料保
持台兼搬送機構５１と，試料保持台兼搬送機構５１に支
持される試料５２（半導体ウェーハ）の表面に光パルス
を照射する光パルス発生器５３と，マイクロ波を発生さ
せるガン発振器５４と，ガン発振器５４により発生され
たマイクロ波を調整するインピーダンス整合器５５，Ｅ
−Ｈチューナ５６，マジックＴ５８及び無反射終端５９
と，上記マイクロ波を試料５２の表面に照射するための
導波管６１と，上記試料５２により反射された反射マイ
クロ波を，上記導波管６１，上記マジックＴ５８，及び
Ｅ−Ｈチューナ５７を介して検出する検波器６２と，該
検波器６２により検出されたマイクロ波の変化を表示す
るシンクロスコープ６３とから構成されている。以下，
上記ライフタイム測定装置Ａ０の測定原理を説明する。
光パルス発生器５３から試料５２に対して照射された光
パルスにより，試料５２に自由電子−正孔対であるキャ
リアが励起され，一時的にキャリア濃度が上昇する。そ
の後，増加したキャリアは再結合により時間とともに次
第に消滅し，キャリア濃度が低下する。このようなキャ
リア濃度の変化状態にある試料５２に対して導波管６１
を介してマイクロ波が照射されると，キャリアに反射す
る反射マイクロ波の量は，キャリア濃度の増減に応じて
変化する。即ち，反射マイクロ波の時間的変化は，発生
したキャリアの時間的減衰波形と一致する。従って，ガ
ン発振器５４により発生され導波管６１等を介して試料
５２に照射されたマイクロ波の反射波を，再び導波管６
１等を介して検波器６２により検出し，該反射マイクロ
波の減衰波形を計測することにより，試料５２の物性を
表す少数キャリアのライフタイムを測定することができ
る。
法としては，そのライフタイムの変動を測定評価する方
法が一般的であり，例えば特公昭６１−６０５７６号公
報に開示された半導体ウェーハの少数キャリアのライフ
タイム測定装置（以下，従来技術という）等が知られて
いる。図４は上記従来技術に係る少数キャリアのライフ
タイム測定装置の一例Ａ０の概略構成を示す図である。
図４に示す如く，ライフタイム測定装置Ａ０は，試料保
持台兼搬送機構５１と，試料保持台兼搬送機構５１に支
持される試料５２（半導体ウェーハ）の表面に光パルス
を照射する光パルス発生器５３と，マイクロ波を発生さ
せるガン発振器５４と，ガン発振器５４により発生され
たマイクロ波を調整するインピーダンス整合器５５，Ｅ
−Ｈチューナ５６，マジックＴ５８及び無反射終端５９
と，上記マイクロ波を試料５２の表面に照射するための
導波管６１と，上記試料５２により反射された反射マイ
クロ波を，上記導波管６１，上記マジックＴ５８，及び
Ｅ−Ｈチューナ５７を介して検出する検波器６２と，該
検波器６２により検出されたマイクロ波の変化を表示す
るシンクロスコープ６３とから構成されている。以下，
上記ライフタイム測定装置Ａ０の測定原理を説明する。
光パルス発生器５３から試料５２に対して照射された光
パルスにより，試料５２に自由電子−正孔対であるキャ
リアが励起され，一時的にキャリア濃度が上昇する。そ
の後，増加したキャリアは再結合により時間とともに次
第に消滅し，キャリア濃度が低下する。このようなキャ
リア濃度の変化状態にある試料５２に対して導波管６１
を介してマイクロ波が照射されると，キャリアに反射す
る反射マイクロ波の量は，キャリア濃度の増減に応じて
変化する。即ち，反射マイクロ波の時間的変化は，発生
したキャリアの時間的減衰波形と一致する。従って，ガ
ン発振器５４により発生され導波管６１等を介して試料
５２に照射されたマイクロ波の反射波を，再び導波管６
１等を介して検波器６２により検出し，該反射マイクロ
波の減衰波形を計測することにより，試料５２の物性を
表す少数キャリアのライフタイムを測定することができ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記検波器６２で検出
されるマイクロ波は，試料５２からの反射マイクロ波の
他，マイクロ波回路内の各部からの反射波（不要反射
波）を含む。即ち，上記検波器６２で検出されるマイク
ロ波強度は，これらのマイクロ波が干渉した結果であ
る。従って，マイクロ波測定系が変化すると，上記マイ
クロ波の干渉形態が変化するため，検波器６２で検出さ
れるマイクロ波反射強度は変化する。具体的に説明する
と，マイクロ波の角周波数をωとしたとき，反射マイク
ロ波の振幅Ｅは一般的に次式で与えられる。 Ｅ＝（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（ωｔ＋φ＋Ｑ）＋Ｆｃｏｓ（ωｔ＋Ｐ） …（１） ここで，右辺第１項はパルス光照射による試料のキャリ
ア濃度変化により変調するマイクロ波信号成分であり，
ｒ，φはキャリア濃度変化により時間的に変化する値で
あり，Ｒ，Ｑは測定系に依存する定数である。また，右
辺第２項はパルス光照射に依存しない定常的なマイクロ
波信号成分であり，Ｆ，Ｐは測定系に依存する定数であ
る。上記従来法では，検波器（検波ダイオード）で上記
反射マイクロ波（Ｅ）の強度が検出されるが，このとき
上記検波ダイオードで発生する信号（Ｉｄ）は，ａ，ｂ
を感度定数として， Ｉｄ〜ａＥ＋ｂＥ2 …（２） で表される。上記検波ダイオード出力は，実際には高周
波信号成分（ω，２ω）に応答しないので，検出される
信号（Ｉｏ）は，直流成分を無視すれば， Ｉｏ＝ｂ／２｛（Ｒ＋ｒ）2 ＋２Ｆ（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（φ＋Ｑ−Ｐ）｝ …（３） で表される。上記（３）式より，検出信号は不要反射波
の存在に依存し，Ｒ，Ｑ，Ｐ，Ｆの変化により検出信号
の波形が変動することがわかる。図５に，上記ライフタ
イム測定装置Ａ０においてマイクロ波のチューニングを
変化させた場合のそれぞれの検出マイクロ波強度の時刻
暦を示す。マイクロ波測定系の変動により検出波形が大
きく変化していることがわかる。以上のように，上記従
来のライフタイム測定装置Ａ０では，検出されるマイク
ロ波強度が，光パルス照射によるキャリア濃度変化以外
に測定系の変化の影響を受けるため，測定精度，安定性
が悪いという問題点があった。本発明は上記事情に鑑み
てなされたものであり，その目的とするところは，測定
系の変化に関わらず，ライフタイムを安定して高精度で
測定できる少数キャリアのライフタイム測定装置を提供
することである。
されるマイクロ波は，試料５２からの反射マイクロ波の
他，マイクロ波回路内の各部からの反射波（不要反射
波）を含む。即ち，上記検波器６２で検出されるマイク
ロ波強度は，これらのマイクロ波が干渉した結果であ
る。従って，マイクロ波測定系が変化すると，上記マイ
クロ波の干渉形態が変化するため，検波器６２で検出さ
れるマイクロ波反射強度は変化する。具体的に説明する
と，マイクロ波の角周波数をωとしたとき，反射マイク
ロ波の振幅Ｅは一般的に次式で与えられる。 Ｅ＝（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（ωｔ＋φ＋Ｑ）＋Ｆｃｏｓ（ωｔ＋Ｐ） …（１） ここで，右辺第１項はパルス光照射による試料のキャリ
ア濃度変化により変調するマイクロ波信号成分であり，
ｒ，φはキャリア濃度変化により時間的に変化する値で
あり，Ｒ，Ｑは測定系に依存する定数である。また，右
辺第２項はパルス光照射に依存しない定常的なマイクロ
波信号成分であり，Ｆ，Ｐは測定系に依存する定数であ
る。上記従来法では，検波器（検波ダイオード）で上記
反射マイクロ波（Ｅ）の強度が検出されるが，このとき
上記検波ダイオードで発生する信号（Ｉｄ）は，ａ，ｂ
を感度定数として， Ｉｄ〜ａＥ＋ｂＥ2 …（２） で表される。上記検波ダイオード出力は，実際には高周
波信号成分（ω，２ω）に応答しないので，検出される
信号（Ｉｏ）は，直流成分を無視すれば， Ｉｏ＝ｂ／２｛（Ｒ＋ｒ）2 ＋２Ｆ（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（φ＋Ｑ−Ｐ）｝ …（３） で表される。上記（３）式より，検出信号は不要反射波
の存在に依存し，Ｒ，Ｑ，Ｐ，Ｆの変化により検出信号
の波形が変動することがわかる。図５に，上記ライフタ
イム測定装置Ａ０においてマイクロ波のチューニングを
変化させた場合のそれぞれの検出マイクロ波強度の時刻
暦を示す。マイクロ波測定系の変動により検出波形が大
きく変化していることがわかる。以上のように，上記従
来のライフタイム測定装置Ａ０では，検出されるマイク
ロ波強度が，光パルス照射によるキャリア濃度変化以外
に測定系の変化の影響を受けるため，測定精度，安定性
が悪いという問題点があった。本発明は上記事情に鑑み
てなされたものであり，その目的とするところは，測定
系の変化に関わらず，ライフタイムを安定して高精度で
測定できる少数キャリアのライフタイム測定装置を提供
することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，半導体試料にパルス励起光を照射する励起
光照射手段と，上記励起光照射手段によるパルス励起光
の照射領域に検出用電磁波を放射する検出用電磁波放射
手段と，半導体試料にて反射された上記検出用電磁波の
反射波を検出する検出手段とを具備し，上記反射波の時
間変化に基づいて上記半導体試料の少数キャリアのライ
フタイムを測定する少数キャリアのライフタイム測定装
置において，上記検出用電磁波放射手段から放射される
上記検出用電磁波と上記反射波とを複数の位相関係でミ
キシングするミキシング手段と，上記ミキシング手段で
得られる複数のミキシング結果に基づいて上記半導体試
料の少数キャリアのライフタイムを算出するライフタイ
ム算出手段とを具備してなることを特徴とする少数キャ
リアのライフタイム測定装置として構成されている。ま
た，上記複数の位相関係における位相差を９０度とし，
上記ライフタイム算出手段が，上記ミキシング手段で得
られる各ミキシング結果の交流成分の二乗和より少数キ
ャリアのライフタイムを算出するようにすれば，不要反
射波の影響を完全に除去できる。また，上記ミキシング
手段を，上記複数の位相関係でのミキシングを並行して
行うように構成すれば，複数位相によるミキシングを時
分割で行う場合に比べて測定時間が短縮できる。
に本発明は，半導体試料にパルス励起光を照射する励起
光照射手段と，上記励起光照射手段によるパルス励起光
の照射領域に検出用電磁波を放射する検出用電磁波放射
手段と，半導体試料にて反射された上記検出用電磁波の
反射波を検出する検出手段とを具備し，上記反射波の時
間変化に基づいて上記半導体試料の少数キャリアのライ
フタイムを測定する少数キャリアのライフタイム測定装
置において，上記検出用電磁波放射手段から放射される
上記検出用電磁波と上記反射波とを複数の位相関係でミ
キシングするミキシング手段と，上記ミキシング手段で
得られる複数のミキシング結果に基づいて上記半導体試
料の少数キャリアのライフタイムを算出するライフタイ
ム算出手段とを具備してなることを特徴とする少数キャ
リアのライフタイム測定装置として構成されている。ま
た，上記複数の位相関係における位相差を９０度とし，
上記ライフタイム算出手段が，上記ミキシング手段で得
られる各ミキシング結果の交流成分の二乗和より少数キ
ャリアのライフタイムを算出するようにすれば，不要反
射波の影響を完全に除去できる。また，上記ミキシング
手段を，上記複数の位相関係でのミキシングを並行して
行うように構成すれば，複数位相によるミキシングを時
分割で行う場合に比べて測定時間が短縮できる。
【０００５】
【作用】本発明に係る少数キャリアのライフタイム測定
装置では，検出用電磁波放射手段から放射され上記半導
体試料で反射された反射波と，上記検出用電磁波の一部
とが上記ミキシング手段に入力されてミキシングされ，
更に交流成分のみが取り出される。ここで得られる信号
Ｍ２は次式で表される。 Ｍ２＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（φ＋Ｑ−Ｌ） （Ａ′：定数） 続いて，上記検出用電磁波の位相が９０度変化され，上
記と同様の処理が行われる。ここで得られる信号Ｍ２′
は次式で表される。 Ｍ２′＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｓｉｎ（φ＋Ｑ−Ｌ） そして，ライフタイム算出手段により，上記信号Ｍ２と
Ｍ２′の二乗和Ｍ３が次のように求められる。 Ｍ３＝（Ａ′）2 ・（Ｒ＋ｒ）2 上記信号Ｍ３は，Ｑ，Ｐ，Ｆの変化，即ち不要反射波の
影響が排除されているため，この信号Ｍ３の波形に基づ
いてライフタイムを求めれば，測定系の変化に関わらず
安定したライフタイム測定が可能となる。
装置では，検出用電磁波放射手段から放射され上記半導
体試料で反射された反射波と，上記検出用電磁波の一部
とが上記ミキシング手段に入力されてミキシングされ，
更に交流成分のみが取り出される。ここで得られる信号
Ｍ２は次式で表される。 Ｍ２＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（φ＋Ｑ−Ｌ） （Ａ′：定数） 続いて，上記検出用電磁波の位相が９０度変化され，上
記と同様の処理が行われる。ここで得られる信号Ｍ２′
は次式で表される。 Ｍ２′＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｓｉｎ（φ＋Ｑ−Ｌ） そして，ライフタイム算出手段により，上記信号Ｍ２と
Ｍ２′の二乗和Ｍ３が次のように求められる。 Ｍ３＝（Ａ′）2 ・（Ｒ＋ｒ）2 上記信号Ｍ３は，Ｑ，Ｐ，Ｆの変化，即ち不要反射波の
影響が排除されているため，この信号Ｍ３の波形に基づ
いてライフタイムを求めれば，測定系の変化に関わらず
安定したライフタイム測定が可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を
具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定す
る性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の
形態に係るライフタイム測定装置Ａ１の概略構成を示す
模式図，図２は上記ライフタイム測定装置Ａ１において
マイクロ波のチューニングを変化させた場合のそれぞれ
の検出マイクロ波強度の時刻暦，図３は上記ライフタイ
ム測定装置Ａ１の構成を一部変形した例を示す模式図で
ある。本実施の形態に係るライフタイム測定装置Ａ１
は，図１に示すように，パルスレーザ１２，マイクロ波
発振器１，分岐回路２，サーキュレータ３，導波管４，
Ｅ−Ｈチューナ５，導波管アンテナ６，位相シフタ８，
ミキサ９，フィルタ１０，及び計算機１１を具備して構
成されている。周波数１０ＧＨｚのガンダイオードより
なるマイクロ波発振器１（検出用電磁波放射手段の一
例）から発せられたマイクロ波（検出用電磁波の一例）
は，分岐回路２，サーキュレータ３，導波管４，Ｅ−Ｈ
チューナ５を経て導波管アンテナ６に導かれ，その開口
端から半導体試料７の表面に照射される。また，パルス
レーザ１２（励起光照射手段の一例）からは試料７に対
してパルス光が照射される。上記試料７からの反射マイ
クロ波は，上記導波管アンテナ６に戻り，Ｅ−Ｈチュー
ナ５，サーキュレータ３を経てミキサ９（ミキシング手
段の一例）に入力される。また，上記分岐回路２で分岐
された上記マイクロ波（局発信号）の一部は，位相シフ
タ８を介して上記ミキサ９に入力され，上記反射マイク
ロ波とミキシングされる。ここで，上記ミキサ９におけ
るミキシング出力Ｍ１は次式で表される（上記（１）式
参照）。 Ｍ１＝Ａ・Ｅｃｏｓ（ωｔ＋Ｌ） （Ａ，Ｌ：定数） …（４） 上記ミキサ９から出力されたミキシング出力Ｍ１は，フ
ィルタ１０においてその直流成分，及び高周波信号成分
（ω，２ω）が取り除かれる。このフィルタ処理後の信
号Ｍ２は次式で表される。 Ｍ２＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（φ＋Ｑ−Ｌ） （Ａ′：定数）…（５） 上記フィルタ処理後の信号Ｍ２は計算機１１（ライフタ
イム算出手段の一例）に取り込まれる。続いて，上記位
相シフタ８により，上記局発信号の位相を９０度変化さ
せる。そして上記と同様に上記ミキサ９において上記反
射マイクロ波とミキシングされ，更に上記フィルタ１０
においてその直流成分，及び高周波信号成分（ω，２
ω）が取り除かれる。このフィルタ処理後の信号Ｍ２′
は次式で表される。 Ｍ２′＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｓｉｎ（φ＋Ｑ−Ｌ） …（６） こうして得られた信号Ｍ２′も上記計算機１１に取り込
まれる。
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を
具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定す
る性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の
形態に係るライフタイム測定装置Ａ１の概略構成を示す
模式図，図２は上記ライフタイム測定装置Ａ１において
マイクロ波のチューニングを変化させた場合のそれぞれ
の検出マイクロ波強度の時刻暦，図３は上記ライフタイ
ム測定装置Ａ１の構成を一部変形した例を示す模式図で
ある。本実施の形態に係るライフタイム測定装置Ａ１
は，図１に示すように，パルスレーザ１２，マイクロ波
発振器１，分岐回路２，サーキュレータ３，導波管４，
Ｅ−Ｈチューナ５，導波管アンテナ６，位相シフタ８，
ミキサ９，フィルタ１０，及び計算機１１を具備して構
成されている。周波数１０ＧＨｚのガンダイオードより
なるマイクロ波発振器１（検出用電磁波放射手段の一
例）から発せられたマイクロ波（検出用電磁波の一例）
は，分岐回路２，サーキュレータ３，導波管４，Ｅ−Ｈ
チューナ５を経て導波管アンテナ６に導かれ，その開口
端から半導体試料７の表面に照射される。また，パルス
レーザ１２（励起光照射手段の一例）からは試料７に対
してパルス光が照射される。上記試料７からの反射マイ
クロ波は，上記導波管アンテナ６に戻り，Ｅ−Ｈチュー
ナ５，サーキュレータ３を経てミキサ９（ミキシング手
段の一例）に入力される。また，上記分岐回路２で分岐
された上記マイクロ波（局発信号）の一部は，位相シフ
タ８を介して上記ミキサ９に入力され，上記反射マイク
ロ波とミキシングされる。ここで，上記ミキサ９におけ
るミキシング出力Ｍ１は次式で表される（上記（１）式
参照）。 Ｍ１＝Ａ・Ｅｃｏｓ（ωｔ＋Ｌ） （Ａ，Ｌ：定数） …（４） 上記ミキサ９から出力されたミキシング出力Ｍ１は，フ
ィルタ１０においてその直流成分，及び高周波信号成分
（ω，２ω）が取り除かれる。このフィルタ処理後の信
号Ｍ２は次式で表される。 Ｍ２＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（φ＋Ｑ−Ｌ） （Ａ′：定数）…（５） 上記フィルタ処理後の信号Ｍ２は計算機１１（ライフタ
イム算出手段の一例）に取り込まれる。続いて，上記位
相シフタ８により，上記局発信号の位相を９０度変化さ
せる。そして上記と同様に上記ミキサ９において上記反
射マイクロ波とミキシングされ，更に上記フィルタ１０
においてその直流成分，及び高周波信号成分（ω，２
ω）が取り除かれる。このフィルタ処理後の信号Ｍ２′
は次式で表される。 Ｍ２′＝Ａ′・（Ｒ＋ｒ）ｓｉｎ（φ＋Ｑ−Ｌ） …（６） こうして得られた信号Ｍ２′も上記計算機１１に取り込
まれる。
【０００７】続いて，上記計算機１１では，上記信号Ｍ
２とＭ２′の二乗和Ｍ３が次のように求められる。 Ｍ３＝（Ａ′）2 ・（Ｒ＋ｒ）2 …（７） 上記（７）式のように求められる信号Ｍ３は，上記
（３）式との比較で明らかなように，Ｑ，Ｐ，Ｆの変
化，即ち不要反射波の影響が排除されている。従って，
この信号Ｍ３の波形に基づいてライフタイムを求めれ
ば，測定系の変化に関わらず安定したライフタイム測定
が可能となる。尚，上記（７）式における定数Ｒは測定
系に依存するが，Ｒが変化しても信号Ｍ３の波形自体は
変化しないため，ライフタイムの測定には影響しない。
図２に，ライフタイム測定装置Ａ１においてマイクロ波
のチューニングを変化させた場合のそれぞれの検出マイ
クロ波強度の時刻暦を示す。マイクロ波測定系の変化に
よっても，観測される波形の変化は僅かであり，安定的
なライフタイムの測定が可能であることがわかる。
２とＭ２′の二乗和Ｍ３が次のように求められる。 Ｍ３＝（Ａ′）2 ・（Ｒ＋ｒ）2 …（７） 上記（７）式のように求められる信号Ｍ３は，上記
（３）式との比較で明らかなように，Ｑ，Ｐ，Ｆの変
化，即ち不要反射波の影響が排除されている。従って，
この信号Ｍ３の波形に基づいてライフタイムを求めれ
ば，測定系の変化に関わらず安定したライフタイム測定
が可能となる。尚，上記（７）式における定数Ｒは測定
系に依存するが，Ｒが変化しても信号Ｍ３の波形自体は
変化しないため，ライフタイムの測定には影響しない。
図２に，ライフタイム測定装置Ａ１においてマイクロ波
のチューニングを変化させた場合のそれぞれの検出マイ
クロ波強度の時刻暦を示す。マイクロ波測定系の変化に
よっても，観測される波形の変化は僅かであり，安定的
なライフタイムの測定が可能であることがわかる。
【０００８】
【実施例】上記実施の形態では，２つの位相関係でのミ
キシング信号を時分割で採取したが，図３に示すように
例えばミキサ９とフィルタ１０を２組用い，反射マイク
ロ波を２分してそれぞれに入力し，更に互いに位相を９
０度変化させた局発信号をそれぞれ同時に入力するよう
に構成すれば，２位相による信号Ｍ２，Ｍ２′が並行し
て得られるため，測定時間の短縮が可能となる。また，
上記実施の形態では検出用電磁波としてマイクロ波を用
いたが，電磁波の波長に応じた伝送路を用いることによ
って，ミリ波，赤外光の適用も容易に実現できる。
キシング信号を時分割で採取したが，図３に示すように
例えばミキサ９とフィルタ１０を２組用い，反射マイク
ロ波を２分してそれぞれに入力し，更に互いに位相を９
０度変化させた局発信号をそれぞれ同時に入力するよう
に構成すれば，２位相による信号Ｍ２，Ｍ２′が並行し
て得られるため，測定時間の短縮が可能となる。また，
上記実施の形態では検出用電磁波としてマイクロ波を用
いたが，電磁波の波長に応じた伝送路を用いることによ
って，ミリ波，赤外光の適用も容易に実現できる。
【０００９】
【発明の効果】本発明に係る少数キャリアのライフタイ
ム測定装置は，半導体試料にパルス励起光を照射する励
起光照射手段と，上記励起光照射手段によるパルス励起
光の照射領域に検出用電磁波を放射する検出用電磁波放
射手段と，半導体試料にて反射された上記検出用電磁波
の反射波を検出する検出手段とを具備し，上記反射波の
時間変化に基づいて上記半導体試料の少数キャリアのラ
イフタイムを測定する少数キャリアのライフタイム測定
装置において，上記検出用電磁波放射手段から放射され
る上記検出用電磁波と上記反射波とを複数の位相関係で
ミキシングするミキシング手段と，上記ミキシング手段
で得られる複数のミキシング結果に基づいて上記半導体
試料の少数キャリアのライフタイムを算出するライフタ
イム算出手段とを具備してなることを特徴とする少数キ
ャリアのライフタイム測定装置として構成されているた
め，得られる波形からは不要反射波の影響が排除され，
測定系の変化に関わらず安定したライフタイム測定が可
能となる。また，上記複数の位相関係における位相差を
９０度とし，上記ライフタイム算出手段が，上記ミキシ
ング手段で得られる各ミキシング結果の交流成分の二乗
和より少数キャリアのライフタイムを算出するようにす
れば，不要反射波の影響を完全に除去できる。また，上
記ミキシング手段を，上記複数の位相関係でのミキシン
グを並行して行うように構成すれば，複数位相によるミ
キシングを時分割で行う場合に比べて測定時間が短縮で
きる。
ム測定装置は，半導体試料にパルス励起光を照射する励
起光照射手段と，上記励起光照射手段によるパルス励起
光の照射領域に検出用電磁波を放射する検出用電磁波放
射手段と，半導体試料にて反射された上記検出用電磁波
の反射波を検出する検出手段とを具備し，上記反射波の
時間変化に基づいて上記半導体試料の少数キャリアのラ
イフタイムを測定する少数キャリアのライフタイム測定
装置において，上記検出用電磁波放射手段から放射され
る上記検出用電磁波と上記反射波とを複数の位相関係で
ミキシングするミキシング手段と，上記ミキシング手段
で得られる複数のミキシング結果に基づいて上記半導体
試料の少数キャリアのライフタイムを算出するライフタ
イム算出手段とを具備してなることを特徴とする少数キ
ャリアのライフタイム測定装置として構成されているた
め，得られる波形からは不要反射波の影響が排除され，
測定系の変化に関わらず安定したライフタイム測定が可
能となる。また，上記複数の位相関係における位相差を
９０度とし，上記ライフタイム算出手段が，上記ミキシ
ング手段で得られる各ミキシング結果の交流成分の二乗
和より少数キャリアのライフタイムを算出するようにす
れば，不要反射波の影響を完全に除去できる。また，上
記ミキシング手段を，上記複数の位相関係でのミキシン
グを並行して行うように構成すれば，複数位相によるミ
キシングを時分割で行う場合に比べて測定時間が短縮で
きる。
【図１】 本発明の実施の形態に係るライフタイム測定
装置Ａ１の概略構成を示す模式図。
装置Ａ１の概略構成を示す模式図。
【図２】 上記ライフタイム測定装置Ａ１においてマイ
クロ波のチューニングを変化させた場合のそれぞれの検
出マイクロ波強度の時刻暦。
クロ波のチューニングを変化させた場合のそれぞれの検
出マイクロ波強度の時刻暦。
【図３】 上記ライフタイム測定装置Ａ１の構成を一部
変形した例を示す模式図。
変形した例を示す模式図。
【図４】 従来のライフタイム測定装置Ａ０の概略構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図５】 上記ライフタイム測定装置Ａ０においてマイ
クロ波のチューニングを変化させた場合のそれぞれの検
出マイクロ波強度の時刻暦。
クロ波のチューニングを変化させた場合のそれぞれの検
出マイクロ波強度の時刻暦。
１…マイクロ波発振器（検出用電磁波放射手段の一例） ２…分岐回路 ３…サーキュレータ ４…導波管 ５…Ｅ−Ｈチューナ ６…導波管アンテナ ７…半導体試料 ８…位相シフタ ９，９ａ，９ｂ…ミキサ（ミキシング手段の一例） １０，１０ａ，１０ｂ…フィルタ １１…計算機（ライフタイム算出手段の一例） １２…パルスレーザ（励起光照射手段の一例）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一原 主税 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 4M106 AA01 BA04 CB11 CB19 DH31 DH35
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体試料にパルス励起光を照射する励
起光照射手段と，上記励起光照射手段によるパルス励起
光の照射領域に検出用電磁波を放射する検出用電磁波放
射手段と，半導体試料にて反射された上記検出用電磁波
の反射波を検出する検出手段とを具備し，上記反射波の
時間変化に基づいて上記半導体試料の少数キャリアのラ
イフタイムを測定する少数キャリアのライフタイム測定
装置において，上記検出用電磁波放射手段から放射され
る上記検出用電磁波と上記反射波とを複数の位相関係で
ミキシングするミキシング手段と，上記ミキシング手段
で得られる複数のミキシング結果に基づいて上記半導体
試料の少数キャリアのライフタイムを算出するライフタ
イム算出手段とを具備してなることを特徴とする少数キ
ャリアのライフタイム測定装置。 - 【請求項２】 上記複数の位相関係における位相差が９
０度であり，上記ライフタイム算出手段が，上記ミキシ
ング手段で得られる各ミキシング結果の交流成分の二乗
和より少数キャリアのライフタイムを算出する請求項１
記載の少数キャリアのライフタイム測定装置。 - 【請求項３】 上記ミキシング手段が，上記複数の位相
関係でのミキシングを並行して行う請求項１又は２記載
の少数キャリアのライフタイム測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194244A JP2000028549A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 少数キャリアのライフタイム測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194244A JP2000028549A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 少数キャリアのライフタイム測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028549A true JP2000028549A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16321389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10194244A Pending JP2000028549A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 少数キャリアのライフタイム測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000028549A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012204490A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Kobe Steel Ltd | イオン注入量測定装置およびイオン注入量測定方法 |
| KR101483716B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2015-01-16 | 국민대학교산학협력단 | 광 응답 특성을 이용한 유기 박막 트랜지스터의 과잉 캐리어 수명 추출 방법 및 그 장치 |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP10194244A patent/JP2000028549A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012204490A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Kobe Steel Ltd | イオン注入量測定装置およびイオン注入量測定方法 |
| KR101483716B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2015-01-16 | 국민대학교산학협력단 | 광 응답 특성을 이용한 유기 박막 트랜지스터의 과잉 캐리어 수명 추출 방법 및 그 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050111 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050607 |