JP2013217910A - シリコン薄膜測定方法、シリコン薄膜欠陥検出方法、及びシリコン薄膜欠陥検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン薄膜サンプルの結晶度及び自由キャリアの寿命を測定するシリコン薄膜測定方法であって、前記シリコン薄膜サンプル上に容量性センサを所定のエアギャップを設けて離隔して配置する段階と、励起光源モジュールを作動させずに前記容量性センサを利用してエアギャップの大きさを測定する段階と、前記励起光源モジュールを作動させて紫外線の励起光を前記シリコン薄膜サンプルに照射する段階と、前記容量性センサを利用して前記シリコン薄膜サンプルの電気伝導度変化量を測定する段階と、エアギャップの測定結果に基づいて電気伝導度変化量を正規化する段階と、を含むことを特徴とする、シリコン薄膜測定方法。
【選択図】図6
Description
・・・(3)
・・・(4)
212 中央電極
214 誘電体
216 側面電極
230、822、990 シリコン薄膜サンプル
250 エアギャップ
EL 励起光
610a、610b、992 光照射領域
615、994 ジャンクション領域
630 第1電極
650 第2電極
810 励起光現モジュール
812 光源
814 マスク
816 レンズ
820 容量性センサ
826 フィルタ
830 パルス発生器
840 ADコンバータ
850 コンピュータ
910 電荷供給電極
912 検出電極
914 基準電極
Claims (18)
- シリコン薄膜サンプルの結晶度及び自由キャリアの寿命を測定するシリコン薄膜測定方法であって、
前記シリコン薄膜サンプル上に容量性センサを所定のエアギャップを設けて離隔して配置する段階と、
励起光源モジュールを作動させずに、前記容量性センサを利用して前記エアギャップの大きさを測定する段階と、
前記励起光源モジュールを作動させて紫外領域の励起光を前記シリコン薄膜サンプルに照射する段階と、
前記容量性センサを利用して前記シリコン薄膜サンプルの電気伝導度変化量を測定する段階と、
前記エアギャップの測定結果に基づいて前記電気伝導度変化量を正規化することによって、エアギャップ偏差による測定誤差を除去する段階と、を含むことを特徴とするシリコン薄膜測定方法。 - 前記励起光によって生成された自由キャリアが移動する経路は、前記シリコン薄膜サンプルの厚み方向に直交する面内方向に形成されることを特徴とする請求項1に記載のシリコン薄膜測定方法。
- 前記エアギャップの大きさは、前記容量性センサの出力信号の大きさに反比例し、前記エアギャップ偏差による測定誤差の大きさは、前記エアギャップの大きさに反比例することを特徴とする請求項1または2に記載のシリコン薄膜測定方法。
- 測定誤差を除去した前記電気伝導度変化量に基づいて、前記シリコン薄膜サンプルの比抵抗を求める段階を含み、
前記比抵抗は前記自由キャリアの寿命及びグレイン間境界電位差の関数であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリコン薄膜測定方法。 - 前記比抵抗に基づいて、前記シリコン薄膜サンプルを構成するグレインの結晶化の度合を示す前記結晶度を測定することを特徴とする請求項4に記載のシリコン薄膜測定方法。
- 前記自由キャリアの寿命は、前記シリコン薄膜サンプルに存在する欠陥の大きさと反比例することを特徴とする請求項4又は5に記載のシリコン薄膜測定方法。
- 互いに異なるレーザー光強度でアニーリングされて、互いに異なる結晶度を有する複数のシリコン薄膜サンプルに対する前記容量性センサの出力信号に基づいて、前記比抵抗は決定されることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載のシリコン薄膜測定方法。
- 検出電極、電荷供給電極、及び基準電極を備える容量性センサを、シリコン薄膜サンプル上に所定のエアギャップを設けて離隔して配置する段階と、
前記容量性センサを作動させる段階と、
前記電荷供給電極と前記基準電極との間に形成されるキャパシタンスを測定して前記容量性センサに存在する残留電荷の電荷量を測定する段階と、
励起光源モジュールを作動させて、前記電荷供給電極の下方に位置する前記シリコン薄膜サンプルの第1領域、前記検出電極の下方に位置する前記シリコン薄膜サンプルの第2領域、及び前記第1領域と前記第2領域との間に存在する前記シリコン薄膜サンプルのジャンクション領域に励起光を照射する段階と、
前記第1領域から前記ジャンクション領域を通過して前記第2領域に移動する移動電荷の電荷量を測定することによって、前記シリコン薄膜サンプルの光伝導度を測定する段階と、
前記移動電荷の電荷量から前記残留電荷の電荷量を差引くことによって有効電荷の電荷量を取得する段階と、
前記有効電荷の電荷量を分析して前記ジャンクション領域に存在する欠陥を検出する段階と、を含むことを特徴とするシリコン薄膜欠陥検出方法。 - 前記移動電荷の電荷量から前記残留電荷の電荷量を差引くことによって演算増幅器の熱ドリフト及び外部電磁気ノイズを除去することを特徴とする請求項8に記載のシリコン薄膜欠陥検出方法。
- 前記第1領域から生成されたすべての移動電荷が前記ジャンクション領域を介して移動することによって分解能が向上することを特徴とする請求項8又は9に記載のシリコン薄膜検出方法。
- 前記励起光は、レーザーパルス光であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載のシリコン薄膜検出方法。
- 前記励起光は、波長が385ナノメートル(nm)の紫外線レーザーであることを特徴とする請求項11に記載のシリコン薄膜検出方法。
- 前記シリコン薄膜サンプルの光伝導度は、前記レーザーパルス光のエネルギに比例し、前記シリコン薄膜サンプルの欠陥の大きさに反比例することを特徴とする請求項11又は12に記載のシリコン薄膜検出方法。
- 電荷供給電極、及び前記電荷供給電極を中心に対称に配置されて同じキャパシタンスを有する検出電極、及び基準電極を備える容量性センサと、
前記電荷供給電極、前記検出電極、及び、前記電荷供給電極と前記検出電極との間に存在するジャンクション領域の下に位置するシリコン薄膜サンプルに局所的にレーザーパルス光を照射する励起光源モジュールと、
前記容量性センサから電荷量形態で出力されるセンサ出力を受信するADコンバータと、
前記容量性センサにセンサ駆動電圧を印加して前記容量性センサを作動させ、前記励起光源モジュールに光源トリガパルスを印加して前記励起光源モジュールを活性化させ、前記ADコンバータにADCトリガパルスを印加して前記ADコンバータを活性化させるパルス発生器と、を含むことを特徴とするシリコン薄膜欠陥検出装置。 - 前記センサ駆動電圧は、10〜1000kHzの周波数で駆動されることを特徴とする請求項14に記載のシリコン薄膜欠陥検出装置。
- 前記センサ出力は、前記容量性センサに存在する残留電荷の電荷量及び前記シリコン薄膜サンプルから生成される移動電荷の電荷量に関する情報を含むことを特徴とする請求項14又は15に記載のシリコン薄膜欠陥検出装置。
- 前記ADコンバータは、前記移動電荷の電荷量で前記残留電荷の電荷量を差引くことによって有効電荷の電荷量を取得することを特徴とする請求項16に記載のシリコン薄膜欠陥検出装置。
- 前記ADコンバータに接続されたコンピュータは、前記有効電荷量に基づいて前記シリコン薄膜サンプルの光伝導度を求め、前記光伝導度に基づいて前記シリコン薄膜サンプルの欠陥を検出することを特徴とする請求項17に記載のシリコン薄膜欠陥検出装置。
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