JPH0743294A - Photoreflectance measuring equipment - Google Patents

Photoreflectance measuring equipment

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Publication number
JPH0743294A
JPH0743294A JP18541693A JP18541693A JPH0743294A JP H0743294 A JPH0743294 A JP H0743294A JP 18541693 A JP18541693 A JP 18541693A JP 18541693 A JP18541693 A JP 18541693A JP H0743294 A JPH0743294 A JP H0743294A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
signal
excitation light
photoreflectance
sample
Prior art date
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Pending
Application number
JP18541693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yorikazu Shigesada
頼和 重定
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP18541693A priority Critical patent/JPH0743294A/en
Publication of JPH0743294A publication Critical patent/JPH0743294A/en
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Abstract

PURPOSE:To allow accurate measurement of photoreflectance spectrum by eliminating the influence of scattering exciting light and photoluminescence light. CONSTITUTION:A sample 4 is irradiated with a probe light P1 modulated at a period sufficiently longer than that of an exciting light R1. A spectrometer 10 selects a specific wavelength from the reflected light H1 and a spectrometer 11 detects the reflection intensity for that wavelength. The reflected light is then sent through a high-pass filter 12a and a low-pass filter 12b to a rock-in amplifier 14. The rock-in amplifier 14 also receives a modulation period signal from a modulation chopper A2 under control of a control circuit 13 and produces a component of reflected light intensity having this modulation period.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体のバンド構造評
価、不純物濃度評価、キャリアトラップレベル評価、基
板表面温度計等に使用するフォトリフレクタンス測定装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoreflectance measuring device used for semiconductor band structure evaluation, impurity concentration evaluation, carrier trap level evaluation, substrate surface thermometer and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体のフォトリフレクタン
ス測定においては、試料にレ−ザ光等の励起光を照射す
るとともに、一方で白色光等のプロ−ブ光を照射し、こ
のプロ−ブ光の反射光を分光検出することにより測定を
実施していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in measuring the photoreflectance of a semiconductor, while a sample is irradiated with excitation light such as laser light, on the other hand, it is irradiated with probe light such as white light. The measurement was performed by spectrally detecting the reflected light of light.

【0003】図13に従来のフォトリフレクタンス測定
装置の概略を示す。図13において、42は励起光源、
43は変調チョッパ、44は試料、45はプロ−ブ光
源、46、46a、47、48、49はレンズ、50は
分光器、51は検出器、52はロックインアンプ、53
は制御回路、rは励起光、pはプロ−ブ光、h1 はプロ
−ブ光の反射光、h2 は励起光の反射光、f1 、f2
3 は信号である。
FIG. 13 schematically shows a conventional photoreflectance measuring device. In FIG. 13, 42 is an excitation light source,
43 is a modulation chopper, 44 is a sample, 45 is a probe light source, 46, 46a, 47, 48, 49 are lenses, 50 is a spectroscope, 51 is a detector, 52 is a lock-in amplifier, 53
Is a control circuit, r is excitation light, p is probe light, h 1 is reflection light of probe light, h 2 is reflection light of excitation light, f 1 , f 2 ,
f 3 is a signal.

【0004】次に、図13のフォトリフレクタンス測定
装置の動作を説明する。プロ−ブ光源45からのプロ−
ブ光pはレンズ46、47を介して試料44に照射され
る。また、励起光源42からの励起光rは変調チョッパ
43により変調された後、レンズ46aで細く絞られ、
試料44に照射される。
Next, the operation of the photoreflectance measuring device of FIG. 13 will be described. Probe from the probe light source 45
The black light p is applied to the sample 44 via the lenses 46 and 47. Further, the excitation light r from the excitation light source 42 is modulated by the modulation chopper 43 and then narrowed down by the lens 46a,
The sample 44 is irradiated.

【0005】一方、試料44からのプロ−ブ光の反射光
1 は、レンズ48、49を介して分光器50で特定波
長が選別された後、検出器51でその波長に対する反射
強度が検出されて、ロックインアンプ52に入力され
る。
On the other hand, in the reflected light h 1 of the probe light from the sample 44, after a specific wavelength is selected by the spectroscope 50 via the lenses 48 and 49, the detector 51 detects the reflection intensity for that wavelength. Then, it is input to the lock-in amplifier 52.

【0006】このロックインアンプ52には制御回路5
3から変調チョッパ43に入力される変調信号の周期に
等しい同期信号が入力されているので、変調周期に同期
した反射光成分が検出される。
The lock-in amplifier 52 has a control circuit 5
Since the synchronization signal equal to the period of the modulation signal input to the modulation chopper 43 from 3 is input, the reflected light component synchronized with the modulation period is detected.

【0007】図14は励起光を照射しないときの反射光
強度、図15は励起光を変調チョッパにより変調して照
射したときの反射光強度を示す。
FIG. 14 shows the reflected light intensity when the excitation light is not irradiated, and FIG. 15 shows the reflected light intensity when the excitation light is modulated by the modulation chopper and irradiated.

【0008】レ−ザ−等の励起光を試料に照射すること
よって、熱変調と電子・正孔ペア生成による電界変調が
起こるため、フォトリフレクタンス信号が生成される。
By irradiating the sample with excitation light from a laser or the like, thermal modulation and electric field modulation due to generation of electron-hole pairs occur, so that a photoreflectance signal is generated.

【0009】反射光h1 の中には変調成分、すなわちフ
ォトリフレクタンス信号ΔRが含まれており、これをロ
ックインアンプ52にて取り出し、さらに信号f3 より
検出したプロ−ブ光の反射光信号の直流成分Rでフォト
リフレクタンス信号ΔRを規格化するとともに、分光器
50の選別波長を走査することにより、図5に示すよう
な波長とΔR/Rの特性曲線であるフォトリフレクタン
ス・スペクトルを得ることができる。なお、実際には反
射光信号の直流成分Rには、フォトリフレクタンス信号
ΔRが含まれているが、ΔRはRに比べて極めて小さい
ため、誤差は無視できる。
The reflected light h 1 contains a modulation component, that is, a photoreflectance signal ΔR, which is taken out by the lock-in amplifier 52, and is reflected by the probe f 3 detected from the signal f 3. By normalizing the photoreflectance signal ΔR with the DC component R of the signal and scanning the selected wavelength of the spectroscope 50, the photoreflectance spectrum which is a characteristic curve of wavelength and ΔR / R as shown in FIG. Can be obtained. Although the DC component R of the reflected light signal actually includes the photoreflectance signal ΔR, since ΔR is extremely smaller than R, the error can be ignored.

【0010】エネルギ−は光の波長の関数であるので、
ΔR/Rの最小値時の波長λ1 から、測定物質のバンド
構造中のある一つのバンド対間のポテンンシャル・エネ
ルギ−を得ることができる。
Since energy is a function of the wavelength of light,
From the wavelength λ 1 at the minimum value of ΔR / R, the potential energy between certain band pairs in the band structure of the substance to be measured can be obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来のフォトリフレク
タンス測定装置は上記のように構成されているが、一般
にΔRはRの10-4倍以下という小さい信号であり、変
調励起光の散乱光の影響を受けやすい。
The conventional photoreflectance measuring device is constructed as described above, but generally ΔR is a small signal of 10 −4 times or less of R, and the scattered light of the modulated excitation light is easily influenced.

【0012】また、低温での測定や超格子構造の測定な
どの場合には、試料からの発光(フォトルミネッセンス
発光)が発生しやすく、これがフォトリフレクタンス信
号ΔRと重畳し、実際は誤差として信号量Sを含んだ信
号となる。
Further, in the case of measurement at a low temperature or measurement of a superlattice structure, light emission (photoluminescence light emission) from the sample is likely to occur, and this is superposed on the photoreflectance signal ΔR, which actually causes an error in the signal amount. The signal includes S.

【0013】すなわち、フォトルミネッセンス光は図1
6(b)に示すような波長特性を有しており、これが図
16(a)のΔR/R特性に重畳すると、図16(c)
に示すようなスペクトルとなるので、正確なポテンシャ
ル・エネルギ−を測定することができない。
That is, the photoluminescence light is shown in FIG.
6 (b) has a wavelength characteristic as shown in FIG. 6 (b). When this is superimposed on the ΔR / R characteristic of FIG. 16 (a), FIG.
Since the spectrum is as shown in (1), accurate potential energy cannot be measured.

【0014】なお、プロ−ブ光のパワ−密度は励起光の
パワ−密度よりも十分小さく、プロ−ブ光による散乱
光、フォトルミネッセンス光の影響は特に考慮する必要
はない。
The power density of the probe light is sufficiently smaller than the power density of the excitation light, and it is not necessary to consider the influence of the scattered light and the photoluminescence light due to the probe light.

【0015】上記のような励起光の散乱光、フォトルミ
ネッセンス光の影響を除去するためには、励起光のみを
照射する測定を別途実施して、その結果として得られた
信号量Sを差し引くか、あるいは検出器を2系統用いて
誤差信号を除去しなけらばならなかった。
In order to remove the influence of the scattered light of the excitation light and the photoluminescence light as described above, it is necessary to separately carry out the measurement of irradiating only the excitation light and subtract the signal amount S obtained as a result. Or, the error signal had to be removed by using two detectors.

【0016】本発明は、上記の問題を解決するために創
案されたものであり、従来に比べて、容易に励起光の散
乱光やフォトルミネッセンス光の影響を受けることな
く、フォトリフレクタンス測定を実施することができる
装置を提供することを目的とする。
The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and it is easier to perform photoreflectance measurement without being affected by scattered light of excitation light and photoluminescence light, as compared with the prior art. It is an object to provide a device that can be implemented.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために従来のフォトリフレクタンス測定装置に対
して、第1の発明は、励起光を変調する励起光変調チョ
ッパとは別途に、プロ−ブ光を変調するために変調チョ
ッパを設けることを特徴とする。
The present invention is directed to a conventional photoreflectance measuring apparatus for solving the above-mentioned problems. The first invention is separate from a pumping light modulation chopper for modulating pumping light. , A modulation chopper is provided for modulating the probe light.

【0018】また、第2の発明は、従来のフォトリフレ
クタンス測定装置に対して、励起光の変調チョッパをな
くし、試料のプロ−ブ光の照射された部分と照射されて
いない部分に、周期的に励起光を照射するために、励起
光の試料への照射位置を変動する手段を設けたことを特
徴とする。
The second aspect of the present invention is different from the conventional photoreflectance measuring apparatus in that the modulation chopper of the excitation light is eliminated, and the portion of the sample irradiated with the probe light and the portion not irradiated with the probe light are cycled. In order to irradiate the excitation light selectively, means for varying the irradiation position of the excitation light on the sample is provided.

【0019】[0019]

【作用】第1の発明は、変調チョッパを用いて励起光の
変調周期よりも充分長い周期で変調したプロ−ブ光を試
料に照射し、変調励起光を同時に照射し、検出信号か
ら、このプロ−ブ光の変調周期に対応した周期成分を検
出することにより、誤差信号を除去したフォトリフレク
タンス信号を検出することができる。
According to the first aspect of the invention, the probe light modulated by the modulation chopper with a period sufficiently longer than the modulation period of the excitation light is irradiated to the sample, and the modulated excitation light is simultaneously irradiated. By detecting the periodic component corresponding to the modulation period of the probe light, the photoreflectance signal from which the error signal has been removed can be detected.

【0020】第2の発明は、試料に対してプロ−ブ光の
照射された部分と照射されていない部分に周期的に励起
光を照射し、得られた反射光信号から、励起光の照射変
動周期に対応した周期成分を検出することにより、誤差
成分を除去したフォトリフレクタンス信号を検出するこ
とができる。
In a second aspect of the present invention, excitation light is periodically irradiated to a portion of the sample irradiated with the probe light and a portion not irradiated with the probe light, and the excitation light is irradiated from the obtained reflected light signal. By detecting the periodic component corresponding to the fluctuation period, it is possible to detect the photoreflectance signal from which the error component has been removed.

【0021】[0021]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0022】第1の発明のフォトリフレクタンス測定装
置の概略構成を図1に示す。図1において、1は励起光
源、2は変調チョッパA、3は変調チョッパB、4は試
料、5はプロ−ブ光源、6、6a、7、8、9はレン
ズ、10は分光器、11は検出器、12aはハイパスフ
ィルタ、12bはロ−パスフィルタ、13は制御回路、
14はロックインアンプ、R1 は励起光、P1 はプロ−
ブ光、H1 はプロ−ブ光P1 の反射光、H2 は励起光R
1 の反射光、F1 、F2 、F3 は信号である。
FIG. 1 shows a schematic structure of the photoreflectance measuring apparatus of the first invention. In FIG. 1, 1 is an excitation light source, 2 is a modulation chopper A, 3 is a modulation chopper B, 4 is a sample, 5 is a probe light source, 6, 6a, 7, 8 and 9 are lenses, 10 is a spectroscope, and 11 Is a detector, 12a is a high-pass filter, 12b is a low-pass filter, 13 is a control circuit,
14 is a lock-in amplifier, R 1 is excitation light, P 1 is a professional
Light, H 1 is the reflected light of the probe light P 1 , H 2 is the excitation light R
1 of the reflected light, F 1, F 2, F 3 is a signal.

【0023】次に、図1のフォトリフレクタンス測定装
置の動作を示す。励起光源1からの励起光R1 は、制御
回路13で制御された変調チョッパA2で変調された
後、レンズ6aで細く絞られ、試料4に照射される。
Next, the operation of the photoreflectance measuring device of FIG. 1 will be described. Excitation light R 1 from the excitation light source 1 is modulated by the modulation chopper A2 which is controlled by the control circuit 13, is narrowed by the lens 6a, it is applied to the sample 4.

【0024】また、プロ−ブ光源5からのプロ−ブ光P
1 は、レンズ6、制御回路13で制御された変調チョッ
パB3、レンズ7を介して、周期的に試料4に照射され
る。この変調チョッパB3の変調周期は、変調チョッパ
A2の変調周期よりも充分に長くする。
The probe light P from the probe light source 5 is also used.
The sample 1 is periodically irradiated to the sample 4 via the lens 6, the modulation chopper B3 controlled by the control circuit 13, and the lens 7. The modulation cycle of the modulation chopper B3 is made sufficiently longer than the modulation cycle of the modulation chopper A2.

【0025】一方、プロ−ブ光の反射光H1 は、分光器
10で特定波長が選別された後、検出器11でその波長
に対する反射強度を検出することにより、図2に示すよ
うな信号が得られる。
On the other hand, the reflected light H 1 of the probe light is a signal as shown in FIG. 2 when the spectroscope 10 selects a specific wavelength and then the detector 11 detects the reflection intensity for that wavelength. Is obtained.

【0026】図2において、プロ−ブ光が照射されてい
る期間に得られる信号は、励起光を照射しないときのプ
ロ−ブ光の反射光信号R、フォトリフレクタンス信号Δ
Rおよび励起光の散乱光やフォトルミネッセンス信号等
の信号誤差Sが重畳した信号であり、プロ−ブ光が照射
されていない期間に得られる信号は誤差信号Sのみであ
る。
In FIG. 2, the signals obtained during the irradiation of the probe light are the reflected light signal R of the probe light and the photoreflectance signal Δ when the excitation light is not irradiated.
It is a signal in which signal errors S such as scattered light of R and excitation light and a photoluminescence signal are superposed, and only the error signal S is obtained during a period in which the probe light is not irradiated.

【0027】この信号を変調チョッパA2の周波数以上
の変調信号をろ過するハイパスフィルタ12aに通す
と、図3に示すように信号ΔRと信号Sが重畳した信号
ΔR+Sと、信号Sのみを有する周期信号が得られる。
この周期信号の周期はチョッパA2の周期と等しい。
When this signal is passed through a high-pass filter 12a for filtering a modulation signal having a frequency higher than that of the modulation chopper A2, a signal ΔR + S in which the signal ΔR and the signal S are superposed and a periodic signal having only the signal S as shown in FIG. Is obtained.
The period of this periodic signal is equal to the period of the chopper A2.

【0028】この信号をさらに、(変調チョッパA2の
周波数)>>ν0 >>(変調チョッパB3の周波数)を
満足する周波数ν0 よりも小さい周波数を通すロ−パス
フィルタ12bに通すことにより、図4に示すような信
号が得られる。
This signal is further passed through a low-pass filter 12b which passes a frequency smaller than a frequency ν 0 satisfying (frequency of modulation chopper A2) >> ν 0 >> (frequency of modulation chopper B3), A signal as shown in FIG. 4 is obtained.

【0029】一方、ロックインアンプ14には制御回路
13から変調チョッパB3に入力される変調信号の周期
に等しい周期信号が入力されており、ロ−パスフィルタ
12bを透過した信号F1 がロックインアンプ14に入
力されることにより、変調チョッパB3の変調周期に等
しい周期成分、すなわち(ΔR+S)−S=ΔRの信号
が得られる。
On the other hand, the lock-in amplifier 14 receives a periodic signal equal to the period of the modulation signal input from the control circuit 13 to the modulation chopper B3, and the signal F 1 transmitted through the low pass filter 12b is locked in. By being input to the amplifier 14, a periodic component equal to the modulation period of the modulation chopper B3, that is, a signal of (ΔR + S) −S = ΔR is obtained.

【0030】さらに、この信号を信号F3 より検出した
プロ−ブ光の反射光信号の直流成分Rで規格化すること
によりΔR/Rが得られる。なお、実際には反射光信号
の直流成分Rには、フォトリフレクタンス信号ΔRが含
まれているが、ΔRはRに比べて極めて小さいため、誤
差は無視できる。
Further, ΔR / R can be obtained by normalizing this signal by the DC component R of the reflected light signal of the probe light detected from the signal F 3 . Although the DC component R of the reflected light signal actually includes the photoreflectance signal ΔR, since ΔR is extremely smaller than R, the error can be ignored.

【0031】したがって、分光器10の選別波長を走査
することにより、図5に示すような励起光波長とΔR/
Rの特性曲線であるフォトリフレクタンス・スペクトル
を正確に得ることができる。
Therefore, by scanning the selected wavelength of the spectroscope 10, the excitation light wavelength and ΔR /
It is possible to accurately obtain the photoreflectance spectrum which is the characteristic curve of R.

【0032】上記したように、エネルギ−は光の波長の
関数であるので、ΔR/Rの最小値時の波長λ1 から、
測定物質のバンド構造中のある一つのバンド対間のポテ
ンンシャル・エネルギ−を得ることができる。
As described above, since the energy is a function of the wavelength of light, from the wavelength λ 1 at the minimum value of ΔR / R,
It is possible to obtain the potential energy between a certain pair of bands in the band structure of the substance to be measured.

【0033】第2の発明は、試料においてプロ−ブ光が
照射された部分と照射されない部分に、周期的に励起光
を照射して、各々の反射光強度を測定するものであり、
その一実施例の概略構成を図6に示す。
A second aspect of the invention is to irradiate a portion of the sample irradiated with the probe light and a portion not irradiated with the probe light with excitation light periodically to measure the intensity of each reflected light.
FIG. 6 shows a schematic configuration of one embodiment.

【0034】図6において、15は励起光源、16は反
射板、17は回転軸、18は試料、19はプロ−ブ光
源、20、20a、20b、21、22、23はレン
ズ、24は分光器、25は検出器、26はロックインア
ンプ、27は制御回路、R2 、R3 、R4 は励起光、P
2 はプロ−ブ光、H3 はプロ−ブ光P2 の反射光、H4
は励起光R3 の反射光、H5 は励起光R4 の反射光、F
4 、F5 、F6 は信号である。
In FIG. 6, 15 is an excitation light source, 16 is a reflection plate, 17 is a rotation axis, 18 is a sample, 19 is a probe light source, 20, 20a, 20b, 21, 22, 23 are lenses, and 24 is a spectrum. , 25 is a detector, 26 is a lock-in amplifier, 27 is a control circuit, R 2 , R 3 and R 4 are excitation lights, P
2 is the probe light, H 3 is the reflected light of the probe light P 2 , H 4
Is the reflected light of the excitation light R 3 , H 5 is the reflected light of the excitation light R 4 , and F
4 , F 5 and F 6 are signals.

【0035】次に、図6のフォトリフレクタンス測定装
置の動作を説明する。励起光R2 は、回転軸17により
周期的に変動させられた反射板16に対する入射角度の
違いよって、反射方向を変え、励起光R3 、R4 が試料
18のプロ−ブ光P2 が照射された部分と照射されてい
ない部分に、各々レンズ20a、20bで細く絞られた
後、周期的に試料18に照射される。
Next, the operation of the photoreflectance measuring device of FIG. 6 will be described. The excitation light R 2 changes its reflection direction due to the difference in the incident angle with respect to the reflection plate 16 which is periodically changed by the rotation axis 17, and the excitation lights R 3 and R 4 are the probe light P 2 of the sample 18. The irradiated portion and the non-irradiated portion are respectively narrowed down by lenses 20a and 20b, and then periodically irradiated onto the sample 18.

【0036】図7は、励起光R2 が反射板16によって
進行方向を励起光R3 、R4 に変える動作を示す。図8
(a)は、試料に対する励起光およびプロ−ブ光の試料
への照射状態を示す。図8(b)は、分光器からみた試
料に対する励起光およびプロ−ブ光の試料への照射状態
を示す。
FIG. 7 shows the operation of changing the traveling direction of the excitation light R 2 by the reflection plate 16 into the excitation lights R 3 and R 4 . Figure 8
(A) shows the irradiation state of the excitation light and probe light on the sample. FIG. 8B shows the irradiation state of the excitation light and the probe light on the sample as seen from the spectroscope.

【0037】図6において、試料18によって反射され
た反射光H3 はレンズ22、23を介して、分光器24
で特定波長が選別された後、検出器25でその波長に対
する反射強度が検出され、図10に示すような信号が得
られる。
In FIG. 6, the reflected light H 3 reflected by the sample 18 is passed through the lenses 22 and 23, and the spectroscope 24
After the specific wavelength is selected in step 1, the detector 25 detects the reflection intensity for that wavelength, and a signal as shown in FIG. 10 is obtained.

【0038】図10において、プロ−ブ光P2 の照射さ
れている部分に励起光R3 が照射されると、フォトリフ
レクタンス信号ΔR、フォトルミネッセンス等の余分な
信号S、および励起光が照射されていないときの反射光
信号Rの和ΔR+S+Rが得られ、プロ−ブ光P2 の照
射されていない部分に励起光R4 が照射されると信号
S、およびRの和S+Rが得られる。
In FIG. 10, when the excitation light R 3 is applied to the portion where the probe light P 2 is applied, the photoreflectance signal ΔR, the extra signal S such as photoluminescence, and the excitation light are applied. The sum ΔR + S + R of the reflected light signals R when not being irradiated is obtained, and when the portion where the probe light P 2 is not irradiated is irradiated with the excitation light R 4 , the signal S and the sum S + R of R are obtained.

【0039】一方、ロックインアンプ26には制御回路
27から反射板16の駆動信号周期に等しい周期信号が
入力されており、検出器25からの信号F4 がロックイ
ンアンプ26に入力にされることにより、反射板16の
駆動信号周期に等しい周期成分、すなわちΔRを表わす
信号F5 のみを取り出すことができる。この信号F5
6 より検出したプロ−ブ光の反射光信号の直流成分R
で規格化することでΔR/Rが得られる。なお、実際に
は反射光信号の直流成分Rには、フォトリフレクタンス
信号ΔRが含まれているが、ΔRはRに比べて極めて小
さいため、誤差は無視できる。
On the other hand, the lock-in amplifier 26 receives a periodic signal equal to the drive signal period of the reflector 16 from the control circuit 27, and the signal F 4 from the detector 25 is input to the lock-in amplifier 26. As a result, only the periodic component equal to the drive signal period of the reflection plate 16, that is, the signal F 5 representing ΔR can be extracted. DC component R of the reflected light signal of the probe light obtained by detecting this signal F 5 from F 6
ΔR / R can be obtained by normalizing with. Although the DC component R of the reflected light signal actually includes the photoreflectance signal ΔR, since ΔR is extremely smaller than R, the error can be ignored.

【0040】したがって、分光器24の選別波長を走査
することにより、図5に示すフォトリフレクタンス・ス
ペクトルを得ることができる。
Therefore, by scanning the selected wavelength of the spectroscope 24, the photoreflectance spectrum shown in FIG. 5 can be obtained.

【0041】なお、図8(c)に示すように分光器スリ
ット24aに対して励起光を直交方向に移動させ、励起
光R3 およびR4 をプロ−ブ光P2 が照射された部分と
照射されていない部分に、各々レンズ20a、20bで
細く絞った後、周期的に試料18に照射しても、上記図
6の実施例と同様なフォトリフレクタンス測定をするこ
とができる。この場合、励起光のみが照射される部分か
らの信号光H3 ´は、図8(d)に示すように反射鏡
a、半透鏡bを介して分光器24に入力する。
As shown in FIG. 8C, the excitation light is moved in the orthogonal direction with respect to the spectroscope slit 24a, and the excitation lights R 3 and R 4 are supplied to the portion irradiated with the probe light P 2. The same photoreflectance measurement as in the above-described embodiment of FIG. 6 can be performed by irradiating the sample 18 periodically after squeezing the non-illuminated portions with the lenses 20a and 20b, respectively. In this case, the signal light H 3 ′ from the portion irradiated with only the excitation light is input to the spectroscope 24 via the reflecting mirror a and the semi-transparent mirror b as shown in FIG. 8D.

【0042】励起光の進行方向を変動する第二の方法
は、励起光源を変動して励起光の照射位置を移動する方
法であり、その一実施例の概略構成を図11に示す。
A second method for changing the traveling direction of the excitation light is to change the excitation light source to move the irradiation position of the excitation light. A schematic configuration of one embodiment is shown in FIG.

【0043】図11において、28は励起光源、29は
回転軸、30は試料、31はプロ−ブ光源、32、32
a、32b、33、34、35はレンズ、36は分光
器、37は検出器、38はロックインアンプ、39は制
御回路、R5 、R6 は励起光、P3 はプロ−ブ光、H6
はプロ−ブ光P3 の反射光、H7 は励起光R5 の反射
光、H8 は励起光R6 の反射光、F7 、F8 、F9 は信
号である。
In FIG. 11, 28 is an excitation light source, 29 is a rotation axis, 30 is a sample, 31 is a probe light source, and 32 and 32.
a, 32b, 33, 34 and 35 are lenses, 36 is a spectroscope, 37 is a detector, 38 is a lock-in amplifier, 39 is a control circuit, R 5 and R 6 are excitation light, P 3 is probe light, H 6
Is the reflected light of the probe light P 3 , H 7 is the reflected light of the excitation light R 5 , H 8 is the reflected light of the excitation light R 6 , and F 7 , F 8 and F 9 are signals.

【0044】次に、図11のフォトリフレクタンス測定
装置の動作を説明する。励起光源28を回転軸29に固
定して支え、それを制御回路39によって周期的に変動
させ、図9(a)に示すように、励起光R5 およびR6
をプロ−ブ光P3 が照射された部分と照射されていない
部分に、各々レンズ32a、32bで細く絞った後、周
期的に試料30に照射する。
Next, the operation of the photoreflectance measuring device of FIG. 11 will be described. The excitation light source 28 is fixed to and supported by the rotation shaft 29, which is periodically varied by the control circuit 39 to generate excitation lights R 5 and R 6 as shown in FIG. 9A.
Pro - the part where the blanking light P 3 is not irradiated with the irradiated portion, each lens 32a, after finely focused at 32b, periodically irradiating a sample 30.

【0045】以下、上記図6の実施例と同様にしてフォ
トリフレクタンス測定をすることができる。
Thereafter, the photoreflectance can be measured in the same manner as the embodiment shown in FIG.

【0046】なお、図9(b)に示すように分光器スリ
ット24aに対して励起光を直交方向に移動させ、励起
光R5 およびR6 をプロ−ブ光P3 が照射された部分と
照射されていない部分に、各々レンズ32a、32bで
細く絞られた後、周期的に試料30に照射しても、上記
図11の実施例と同様なフォトリフレクタンス測定をす
ることができる。この場合、励起光のみが照射される部
分からの信号光H6 ´は、図9(c)に示すように反射
鏡a、半透鏡bを介して分光器36に入力する。
As shown in FIG. 9B, the excitation light is moved in the orthogonal direction with respect to the spectroscope slit 24a, and the excitation lights R 5 and R 6 are supplied to the portion irradiated with the probe light P 3. The same photoreflectance measurement as in the above-described embodiment of FIG. 11 can be performed by irradiating the sample 30 periodically after narrowing the non-illuminated portions with the lenses 32a and 32b, respectively. In this case, the signal light H 6 ′ from the portion irradiated with only the excitation light is input to the spectroscope 36 via the reflecting mirror a and the semitransparent mirror b, as shown in FIG. 9C.

【0047】励起光の進行方向を変動する第三の方法
は、音響光学的偏向装置を用いて、励起光の照射位置を
移動するものである。
A third method for changing the traveling direction of the excitation light is to move the irradiation position of the excitation light by using an acousto-optical deflector.

【0048】図12に音響光学的偏向装置の概略構成を
示す。図12において、40は本体、41は音波発生
源、R7 は音響光学的偏向装置に入射前の励起光、
8 、R9は音響光学的偏向装置から出射後の励起光で
ある。制御回路によって音波発生源41で音波を発生さ
せ、本体40中の媒質に定常波を立たせる。これは周期
的な波であるため、ある波長にすると回折格子の機能を
持つ。そこで、音波の振動数を変えることにより回折格
子の格子定数が変わり、光の進行方向を変えることがで
きる。それにより、励起光R7 の進行方向を変え、プロ
−ブ光が照射された部分に励起光R8 、照射されていな
い部分に励起光R9 が、各々周期的に照射されるように
する。
FIG. 12 shows a schematic structure of an acousto-optical deflector. In FIG. 12, 40 is a main body, 41 is a sound wave source, R 7 is excitation light before entering the acousto-optical deflector,
R 8 and R 9 are excitation lights after being emitted from the acousto-optical deflector. A sound wave is generated by the sound wave source 41 by the control circuit, and a standing wave is made to stand in the medium in the main body 40. Since this is a periodic wave, it has the function of a diffraction grating at a certain wavelength. Therefore, by changing the frequency of the sound wave, the grating constant of the diffraction grating is changed, and the traveling direction of light can be changed. Thereby, the traveling direction of the excitation light R 7 is changed so that the excitation light R 8 is periodically irradiated to the portion irradiated with the probe light and the excitation light R 9 is periodically irradiated to the portion not irradiated with the probe light. .

【0049】このようにしても、フォトリフレクタンス
測定は可能であるし、その他の励起光の光路を振る方法
を用いても、フォトリフレクタンス測定は可能である。
Also in this way, the photoreflectance measurement can be performed, and the photoreflectance measurement can be performed by using another method of changing the optical path of the excitation light.

【0050】なお、上記実施例では、分光器を試料と検
出器の間に配置したが、分光器をプロ−ブ光源と試料の
間に配置して、あらかじめプロ−ブ光を分光してフォト
リフレクタンス測定を行うこともできる。
In the above embodiment, the spectroscope is arranged between the sample and the detector. However, the spectroscope is arranged between the probe light source and the sample, and the probe light is previously dispersed to photo Reflectance measurement can also be performed.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、一系統の検出系で一回の波長スキャンのみで、励
起光の散乱光やフォトルミネッセンス光の影響を除去す
ることができるので、精度の良いフォトリフレクタンス
・スペクトルを得ることができる。
Since the present invention is configured as described above, the influence of scattered light of excitation light and photoluminescence light can be removed by one wavelength scan with one detection system. Therefore, an accurate photoreflectance spectrum can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願第1の発明における実施例の構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exemplary embodiment of the first invention of the present application.

【図2】信号特性(1)を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a signal characteristic (1).

【図3】信号特性(2)を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a signal characteristic (2).

【図4】信号特性(3)を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a signal characteristic (3).

【図5】フォトリフレクタンス・スペクトルを示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a photoreflectance spectrum.

【図6】本願第2の発明における実施例の構成を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an example in the second invention of the present application.

【図7】反射板による励起光の進行方向の変え方を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing how to change the traveling direction of excitation light by a reflection plate.

【図8】本願第2の発明における励起光、プロ−ブ光お
よび信号光の光路を示す図(1)である。
FIG. 8 is a diagram (1) showing optical paths of pumping light, probe light, and signal light in the second invention of the present application.

【図9】本願第2の発明における励起光、プロ−ブ光お
よび信号光の光路を示す図(2)である。
FIG. 9 is a diagram (2) showing the optical paths of the pumping light, the probe light, and the signal light in the second invention of the present application.

【図10】信号特性(4)を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a signal characteristic (4).

【図11】本願第2の発明における変形例の構成を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a modified example of the second invention of the present application.

【図12】音響光学的偏光装置を示す図である。FIG. 12 shows an acousto-optical polarization device.

【図13】従来の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a conventional configuration.

【図14】従来の信号特性(1)を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a conventional signal characteristic (1).

【図15】従来の信号特性(2)を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a conventional signal characteristic (2).

【図16】従来の信号特性(3)を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a conventional signal characteristic (3).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料にプロ−ブ光を照射するプロ−ブ光
源と、試料に励起光を照射する励起光源と、励起光を変
調する励起光変調チョッパと、試料からの反射光を検出
する検出器とを備えたフォトリフレクタンス測定装置に
おいて、プロ−ブ光源と試料との間に変調チョッパを設
けたことを特徴とするフォトリフレクタンス測定装置。
1. A probe light source for irradiating the sample with probe light, an excitation light source for irradiating the sample with excitation light, an excitation light modulation chopper for modulating the excitation light, and detection of reflected light from the sample. A photoreflectance measuring device comprising a detector, wherein a modulation chopper is provided between the probe light source and the sample.
【請求項2】 試料にプロ−ブ光を照射するプロ−ブ光
源と、試料に励起光を照射する励起光源と、試料からの
反射光を検出する検出器とを備えたフォトリフレクタン
ス測定装置において、励起光の試料への照射位置を変動
する手段を設けたことを特徴とするフォトリフレクタン
ス測定装置。
2. A photoreflectance measuring device comprising a probe light source for irradiating a sample with probe light, an excitation light source for irradiating the sample with excitation light, and a detector for detecting reflected light from the sample. 2. A photoreflectance measuring device according to claim 1, further comprising means for changing the irradiation position of the excitation light on the sample.
JP18541693A 1993-07-28 1993-07-28 Photoreflectance measuring equipment Pending JPH0743294A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8865784B2 (en) 2011-12-09 2014-10-21 Momentive Performance Materials Japan Llc Composition for silicone rubber foam, manufacturing method of silicone rubber foam, and silicone rubber foam

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