JP5882801B2 - 半導体結晶性評価装置および該方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態にかかる半導体結晶性評価装置の構成を示すブロック図である。図2は、金属製のステージにマイクロ波を照射した場合の定在波の様子を示す図である。図2(A)は、金属製のステージのみの場合を示し、図2(B)は、金属製のステージ上に比較的薄い誘電体板を載置した場合を示し、そして、図2(C)は、金属製のステージ上に比較的厚い誘電体板を載置した場合を示す。図3は、誘電体板の誘電率別における誘電体板の厚さと反射マイクロ波の強度との関係を示すグラフである。図3の横軸は、μm単位で示す誘電体の厚さであり、その縦軸は、a.u.単位で示す信号強度である。■は、誘電率εが9.0である場合の計算値であり、△は、誘電率εが7.5である場合の計算値である。図4は、半導体の表面と、誘電体板の表面とによるマイクロ波の反射の様子を示す図である。図4の横軸は、励起光の照射開始を原点とする経過時間(Time)であり、その縦軸は、反射波の強度(Microwave Reflectivity)である。図5は、半導体への励起光照射による時間経過に伴う光励起キャリアの密度変化を示すグラフである。
d=λ/(4×(ε)1/2) ・・・(1)
dp/dt=g−p/τ ・・・(2)
p=g×τ×(1−exp(−t/τ)) ・・・(3)
Peak=g×τ×(1−exp(−t0/τ)) ・・・(4)
τ∝Peak ・・・(5)
図6は、第2実施形態にかかる半導体結晶性評価装置の構成を示すブロック図である。第2実施形態の半導体結晶性評価装置APBは、前述の第1実施形態における評価装置APAに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。ここで、第2実施形態における半導体結晶性評価装置APBでは、第1実施形態における誘電体板DIAに代え誘電体板DIBが導波管アンテナ6Bにおける電磁波を入出射するための先端の開口部6Baに取付けられており、誘電体板DIBと試料SMとの間に、微小間隔Lを開けて測定が行なわれる。
SM 試料
SMb 導電性膜
SMa 半導体膜
DIA、DIB 誘電体板
1 電磁波発振器
7 励起光光源
8 検出器
9 演算制御部
92 評価部
93 波長制御部
Claims (4)
- 電気的な導電性を有する導電性膜上に形成された評価対象の半導体膜に向けて所定の励起光を照射する励起光照射部と、
前記半導体膜に向けて波長λの電磁波を照射する電磁波照射部と、
前記半導体膜で反射された前記電磁波の反射波における強度を検出する検出部と、
前記検出部の検出出力に基づいて前記半導体膜の結晶性を評価する評価部と、
前記励起光に対して透明である誘電体から形成され、互いに厚さの異なる複数の板状部材とを備え、
前記複数の板状部材のうちの1つが、誘電体板として、前記半導体膜における前記励起光および前記電磁波が照射される面側に配置され、
前記誘電体板の厚さDは、誘電率がεであって厚さがλ/(4×(ε) 1/2 )である基準誘電体板を配置した際の前記検出部の検出出力をLmaxとし、ネイピア数をeとする場合に、前記検出部の検出出力がLmax×1/e以上となる範囲のうちのいずれかの値であること
を特徴とする半導体結晶性評価装置。 - 前記電磁波照射部は、前記電磁波の波長を変更可能であり、
前記電磁波照射部の前記電磁波の波長を制御する波長制御部をさらに備えること
を特徴とする請求項1に記載の半導体結晶性評価装置。 - 電気的な導電性を有する導電性膜上に形成された評価対象の半導体膜に向けて所定の励起光を照射する励起光照射部と、
前記半導体膜に向けて波長λの電磁波を照射し、前記電磁波の波長を変更可能である電磁波照射部と、
前記半導体膜における前記励起光および前記電磁波が照射される面側に配置され、前記励起光に対して透明である誘電体から形成された互いに厚さの異なる複数の板状部材と、
前記電磁波照射部の前記電磁波の波長を制御する波長制御部と、
前記半導体膜で反射された前記電磁波の反射波における強度を検出する検出部と、
前記検出部の検出出力に基づいて前記半導体膜の結晶性を評価する評価部とを備え、
前記複数の板状部材のうちの1つが誘電体板として用いられ、
前記誘電体板の厚さDは、誘電率がεであって厚さがλ/(4×(ε) 1/2 )である基準誘電体板を配置した際の前記検出部の検出出力をLmaxとし、ネイピア数をeとする場合に、前記検出部の検出出力がLmax×1/e以上となる範囲のうちのいずれかの値であること
を特徴とする半導体結晶性評価装置。 - 電気的な導電性を有する導電性膜上に形成された評価対象の半導体膜に向けて所定の励起光を照射する励起光照射工程と、
前記励起光の照射に合わせて、前記半導体膜に向けて波長λの電磁波を照射する電磁波照射工程と、
前記半導体膜で反射された前記電磁波の反射波における強度を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された検出出力に基づいて前記半導体膜の結晶性を評価する評価工程とを備え、
前記半導体膜における前記励起光および前記電磁波が照射される面側には、前記励起光に対して透明である誘電体から形成された互いに厚さの異なる複数の板状部材が配置されており、前記複数の板状部材のうちの1つが誘電体板として用いられ、
前記誘電体板の厚さDは、誘電率がεであって厚さがλ/(4×(ε)1/2)である基準誘電体板を配置した際の前記検出工程の検出出力をLmaxとし、ネイピア数をeとする場合に、前記検出工程の検出出力がLmax×1/e以上となる範囲のうちのいずれかの値であること
を特徴とする半導体結晶性評価方法。
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