KR102098284B1 - 반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템 - Google Patents

반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템으로서, 전기광학적 특성이 측정되는 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 배치되어, 특정 주파수의 전자기파를 증폭시키고 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지 상기 전자기파를 집속시키는 센싱 소자; 및 상기 센싱 소자에 의하여 증폭 및 집속된 전자기파를 이용하여, 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지에서의 전기광학적 특성을 측정하는 전기광학적 측정 장치를 포함한다.

Description

반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템{NON-CONTACT MEASURING SYSTEM FOR OPTOELECTRONIC PROPERTIES OF SEMICONDUCTOR MATERIAL}
본 발명은 반도체 물질의 전기광학적 특성을 측정하는 기술에 관한 것으로서, 전자기파를 이용하여 반도체 표면으로부터 원하는 집속 깊이 내에서의 광전자 특성을 측정하는 반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템에 관한 것이다.
반도체의 표면은 반도체를 구성하는 원자의 연결이 끊어짐에 따라 생기는 표면 트랩 에너지에 의해 벌크(bulk) 상태의 반도체와는 다른 특성들을 가지게 된다. 반도체 표면의 전기광학적 특성은 반도체 물질을 이용한 각종 디바이스 제작에 있어 매우 중요한 지표가 되나 측정 방법이 다소 까다롭고 복잡하다. 종래 방식에 의하면, 반도체 표면에서의 전기광학적 특성을 시간에 따라 관측하기 위하여 광전자를 생성시키는 펌프 빔(pump beam)과 광전자에 의한 변화를 관측하는 프로브 빔(probe beam)이 이용되었다. 이 경우, 반도체 표면으로부터 광전자가 생성되는 깊이는 펌프 빔의 파장에 의한 투과 깊이에 의해 결정된다. 따라서, 반도체 극표면에서의 전기광학적 특성을 측정하기 위해서는 반도체 표면으로부터의 투과 깊이를 줄이면서 극표면에서 광전자 생성을 위한 짧은 파장의 펌프 빔 또는 프로브 빔을 사용하여야 하나, 이와 같은 파장변화에 의해 광전자의 전기광학적 특성의 측정값이 달라질 수 있게 되는 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여, 즉, 펌프 빔의 파장을 변경하지 않고 반도체 표면의 전기광학적 특성을 측정할 수 있도록, 벌크 상태의 반도체를 나노선이나 나노박막과 같은 볼륨대비 표면적 비율이 높은 나노 크기의 반도체로 제작하여 이용하였으나, 이 경우에는 벌크 상태의 반도체 자체의 영구적이 변형이 일어나므로 원래의 반도체 상태로 되돌릴 수 없는 문제가 있다.
Low surfacerecombination velocity in solution-grown CH3NH3PbBr3 perovskite single crystal, Y. Yang et al. Nat. Commun. 6, 7961, 2015. Transient photoconductivity in GaAs as measured by time-resolved terahertz spectroscopy, M. C. Beard et al. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 62, 15764, 2000. Electronic properties of GaAs, InAs and InP nanowires studied by terahertz spectrosocopy, Hannah J Joyce et al, Nanotechnology, 24, 214006, 2013.
본 발명의 목적은 반도체 물질에서 광학적 흡수에 의해 여기되는 광전자의 전기광학적 특성을 반도체 표면으로부터 원하는 집속 깊이 내에서(수백 나노 이하의 분해능) 측정하는 반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면은, 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템으로서, 전기광학적 특성이 측정되는 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 배치되어, 특정 주파수의 전자기파를 증폭시키고 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지 상기 전자기파를 집속시키는 센싱 소자; 및 상기 센싱 소자에 의하여 증폭 및 집속된 전자기파를 이용하여, 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지에서의 전기광학적 특성을 측정하는 전기광학적 측정 장치를 포함한다.
바람직하게, 상기 센싱 소자는 필름으로 구성되되, 상기 필름은, 특정 주파수의 전자기파가 증폭되고, 증폭된 전자기파가 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지 침투되도록, 직사각형 모양의 슬랏이 음각 패터닝 될 수 있다.
바람직하게, 상기 슬랏은, 상기 반도체 기판의 전기광학적 특성을 추출하기 위하여 이용되는 전자기파의 주파수에 따라 길이가 조절되고, 상기 전기광학적 특성을 추출하고자 하는 상기 반도체 기판의 표면으로부터의 집속 깊이에 따라 폭이 조절될 수 있다.
바람직하게, 상기 슬랏의 폭과 상기 집속 깊이는 선형관계를 가지고, 상기 집속 깊이는 상기 반도체 기판의 표면으로부터 상기 전자기파에 의한 전기장의 강도가 반치전폭이 되는 지점에 해당할 수 있다.
바람직하게, 상기 전기광학적 특성 측정 장치는, 상기 전자기파의 상기 반도체 기판에 대한 투과 신호를 기초로 투과도의 변화를 측정하고, 상기 투과도의 변화를 기초로 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지에서의 전자수명을 측정할 수 있다.
바람직하게, 상기 특정 주파수의 전자기파가 조사되기 이전에, 상기 반도체 기판의 특정 침투 깊이에 전자-정공 쌍을 생성하기 위하여 펌프 빔을 방출하는 레이저 장치를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래 방식에서 사용되는 나노선(nano wire) 또는 나노 박막(thin flim)을 제작하지 않고, 또한 물질 자체의 영구적인 변형 없이, 벌크 상태의 반도체 물질에서 표면두께 방향으로 전기광학적 특성의 측정 영역을 자유롭게 제어할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 복잡한 제작 과정이 요구되지 않고 비용 절감의 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전자기파의 파장 변화 없이 센싱 소자의 구조에 따라 반도체 표면으로부터 원하는 집속 깊이 내에서의 전기광학적 특성을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 반도체 표면의 광전자의 전기광학적 특성 분석뿐만 아니라 반도체 표면에서 일어나는 광전자의 짧은 수명을 이용한 초고속 광소자 개발에도 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 센싱 소자의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기광학적 특성 측정 장치에 대한 블록도이다.
도 4a, 4b, 5a 및 5b는 일 실시예에 따른 전기광학적 특성 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 7은 본 발명에 따라 측정된 전기광학적 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprises)" 및/또는 “포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템에 대한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템(100)은 반도체 기판(110), 센싱 소자(120), 및 전기광학적 특성 측정 장치(130)를 포함한다.
반도체 기판(110)은 전기광학적 특성이 측정되는 대상이다. 여기에서, 반도체 기판(110)은 물리적으로 변형되지 않고 그 고유의 특성에 영향을 미침이 없이 물질 고유의 특성이 측정될 수 있다.
센싱 소자(120)는 반도체 기판(110) 상에 배치되어 특정 주파수의 전자기파를 증폭시키고 반도체 기판(110)의 표면으로부터 특정 깊이까지 전자기파를 침투시키는 소자이다. 일 실시예에서, 도 2를 참조하면, 센싱 소자(120)는 필름으로 구성될 수 있고, 필름은 특정 주파수의 전자기파가 증폭되고 증폭된 전자기파가 반도체 기판(110)의 표면으로부터 특정 깊이까지 집속되도록, 직사각형 모양의 슬랏이 음각 패터닝 될 수 있다. 여기에서, 센싱 소자(120)의 구조 자체를 메타물질 이라고 할 수 있고, 센싱 소자(120)의 필름은 금, 은, 구리 또는 알루미늄으로 구성될 수 있다.
바람직하게, 센싱 소자(120)의 필름의 슬랏은 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성을 추출하기 위하여 이용되는 전자기파의 주파수에 따라 길이(l)가 조절되고, 전기광학적 특성을 추출하고자 하는 반도체 기판(110)의 표면으로부터의 집속 깊이에 따라 폭(w)이 조절될 수 있다. 즉, 센싱 소자(120)는 슬랏의 폭(w)(10nm~3μm), 두께(h)(50nm~1㎛), 및 길이(l)(10㎛~1mm)에 따라 공명주파수 및 집속 깊이의 조절이 가능하므로, 슬랏으로 구성된 센싱 소자(120)를 이용하면 광대역 전자기파의 필터 설계가 가능하다.
전기광학적 특성 측정 장치(130)는 센싱 소자(120)에 의하여 증폭된 전자기파가 반도체 기판(110)을 통과하면서 발생하는 반도체 기판(110)의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지의 전기광학적 특성을 측정하는 장치이다. 바람직하게, 광원으로부터 발생한 전자기파가 센싱 소자(120) 및 반도체 기판(110)을 통과한 후 검출장치(도면에 도시되지 않음)에 도달하면, 검출장치는 전자기파의 신호를 전기적인 신호로 변환하고, 전기적 특성 측정 장치(130)는 검출장치로부터 해당 전기적인 신호를 수신하여 전기적인 신호로부터 반도체 기판(110)의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지의 전기광학적 특성을 측정할 수 있다. 여기에서, 검출장치는 전기광학적 특성 측정 장치(130)와 무선 또는 유선으로 연결된 별도의 장치에 해당하거나, 또는 전기광학적 특성 측정 장치(130)에 구비된 모듈로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템(100)은 반도체 기판(110)에 자유 전자가 생성되도록 반도체 기판(110)의 밴드 갭(band gap) 보다 높은 에너지를 가지는 광학적 펌프 빔(pump beam)을 반도체 기판(110)에 조사하는 레이저 장치(도면에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 레이저 장치는 펌프 빔을 반도체 기판(110)에 조사하여 특정 침투 깊이까지 반도체 기판(110)의 전자들을 여기시키고, 이에 따라 전자-정공 쌍이 생기면서 자유 전자들이 생성되도록 할 수 있다. 이를 통하여, 이후 반도체 기판(110)에 조사되는 전자기파에 따라 전자기파가 집속되는 반도체 기판의 표면으로부터 집속 깊이까지에서의 전자들의 특성이 민감하게 측정되도록 할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기광학적 특성 측정 장치에 대한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전기광학적 특성 측정 장치(130)는 신호 수신부(131), 투과율 측정부(132), 전기광학적 특성 측정부(133), 및 제어부(134)를 포함하고, 제어부(134)는 신호 수신부(131), 투과율 측정부(132), 및 전기광학적 특성 측정부(133)의 동작 및 데이터의 흐름을 제어한다. 이하에서는 도 4a, 도 4b, 도 5a, 및 도 5b를 참조하여, 전기광학적 특성 측정 장치(130)에서 수행되는 전기광학적 특성 측정 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 레이저 장치로부터 발생한 펌프 빔이 반도체 기판(110)에 조사되면, 반도체 기판(110)의 특정 침투 깊이 내에 전자(e-)-정공(h+) 쌍이 생기면서 자유 전자들이 만들어지게 된다. 여기에서, 펌프 빔은 반도체 기판(110)의 밴드갭 보다 높은 에너지를 가진다. 바람직하게, 펌프 빔은 금속으로 구성된 센싱 소자(120)를 통과하지 못하므로 센싱 소자(120)의 슬랏 부분의 반도체 기판(110)에서만 전자-정공 쌍이 생기고, 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭에 따라 자유 전자들이 생성되는 침투 깊이가 결정될 수 있다. 예를 들어, 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭이 넓으면 도 4a에 도시된 바와 같이 반도체 기판(110)의 표면으로부터 자유 전자들이 생성되는 침투 깊이가 깊어지고, 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭이 좁으면 도 4b에 도시된 바와 같이 반도체 기판(110)의 표면으로부터 자유 전자들이 생성되는 침투 깊이가 얕아질 수 있다.
자유 전자들이 만들어진 후 광원으로부터 전자기파가 조사된다. 구체적으로, 광원으로부터 발생한 전자기파(예를 들어, 테라헤르츠 또는 중적외선)는 센싱 소자(120)를 통과하면서 증폭되고, 도 5a에 도시된 바와 같이, 전자기파는 표면으로부터 특정 깊이까지 집속되어(녹색으로 표시됨), 반도체 기판(110)의 자유 전자들, 즉, 광전자들의 변화가 민감하게 측정될 수 있도록 한다.
일 실시예에서, 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭(w)이 조절되면, 반도체 기판(110)에서 전자기파가 집속되는 집속 깊이가 조절될 수 있다. 바람직하게, 슬랏의 폭(w)이 수 μm 이하인 경우에는 슬랏의 폭(w)과 전자기파의 반도체 기판(110)의 표면으로부터의 집속 깊이는 선형관계를 가지고, 여기에서, 집속 깊이는 반도체 기판(110)의 표면으로부터 전자기파에 의한 전기장의 강도가 반치전폭(full width at half maximum)이 되는 지점에 해당한다. 여기에서, 슬랏의 폭(w)은 반도체 기판(110)의 종류에 따라 조절될 수 있고, 예를 들어, 약 5μm 이하의 범위에서 조절될 수 있다. 즉, 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭(w)을 조절하여 반도체 기판(110)의 표면으로부터 전자기파가 집속되는 깊이를 조절할 수 있고, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 슬랏의 폭(w)이 작아지는 경우, 전자기파는 반도체 기판(110)의 표면쪽으로 더 집속될 수 있다. 예를 들어, 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭(w)이 100nm인 경우, 전자기파의 집속 깊이는 반도체 기판(110)의 표면으로부터 17nm 깊이에 해당하고, 따라서 반도체 기판(110)의 표면으로부터 17nm 깊이까지에 있는 반도체 기판(110)의 자유 전자들의 전기광학적 특성이 측정될 수 있는 것이다.
증폭된 전자기파가 반도체 기판(110)의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지 집속되면, 검출장치는 반도체 기판(110)을 통과한 전자기파 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환한 후, 신호 수신부(131)에 전송한다. 즉, 센싱 소자(120)에 공명주파수 주변 대역의 전자기파가 입사되면, 센싱 소자(120)를 통과하면서 전자기파의 강한 집속과 증폭이 일어나므로 반도체 기판(110)에서 전자기파가 집속된 위치에 있는 자유 전자들의 특성이 측정될 수 있고, 이때의 신호는 전자기파의 증폭으로 인하여 작은 신호도 측정될 수 있다. 예를 들어, 슬랏의 폭을 좁게 조절하면, 전자기파가 집속되는 집속 깊이가 얕아지므로 센싱 소자(120)의 주변, 즉, 반도체 기판(110)의 표면쪽의 광전자 특성의 변화가 감지될 수 있다.
신호 수신부(131)에서 수신한 전기적인 신호는 투과율 측정부(132)에 제공되고, 투과율 측정부(132)는 전기적인 신호를 기초로 투과도의 변화를 측정한다. 바람직하게, 센싱 소자(120)에 의하여 증폭된 전자기파가 반도체 기판(110)에 대하여 광학적으로 투과하고 반사하는 투과 및 반사 신호가 측정되어 신호 수신부(131)에 전송될 수 있고, 투과율 측정부(132)는 이를 기초로 반도체 기판(110)의 투과도의 변화를 측정할 수 있다.
전기광학적 특성 측정부(133)는 투과율 측정부(132)를 통하여 측정된 투과도의 변화를 기초로 반도체 기판(110)의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지에서의 전자 특성, 즉, 전자의 수명을 측정한다.
도 6은 본 발명에 따라 측정된 전기광학적 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭(w)을 다양하게 조절하여 획득한 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성을 나타내는 것으로서, 센싱 소자(120)가 반도체 기판(110) 상에 배치되지 않은 경우(Bare InP), 및 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭(w)이 각각 3μm, 1㎛, 500nm, 150nm, 50nm인 경우에 측정된 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성을 나타낸다. 도 6의 그래프에서 각 경우(Bare InP, 3μm, 1㎛, 500nm, 150nm, 50nm)에 측정된 값(y축)은 모두 0~1사이의 값을 가지나, 각 경우의 구분을 용이하게 하기 위하여 플롯(plot)시킨 것을 도시하였다. 도 6의 그래프에서 x축은 전자기파가 조사되는 시간을 나타내고, y 축은 투과도를 나타내는 것으로서, x축의 시간 변화에 따른 y축의 투과도 값의 변화를 기초로 광전자의 수명이 측정될 수 있다. 보다 구체적으로, 펌프 빔에 의하여 반도체 기판(110)에 광전자가 생성되면 광전자의 수에 비례하여 전자기파의 투과도가 변하게 되므로, 전자기파의 투과도는 광전자의 수를 의미하고, 따라서, 전자기파의 투과도의 변화로부터 광전자 전자 수명이 측정될 수 있다. 예를 들어, 시간 변화에 따라 전자기파의 투과도가 유지된다는 것은 남아 있는 광전자의 수가 유지되고 있는 것으로서 광전자의 전자수명이 길다는 것을 의미한다.
도 6을 참조하면, 센싱 소자(120)가 반도체 기판(110) 상에 배치되지 않은 경우(Bare InP)와 대비하여, 센싱 소자(120)가 반도체 기판(110) 상에 배치되면 반도체 기판(110)의 전자의 수명이 짧아지는 것을 볼 수 있고, 센싱 소자(120)의 슬랏의 폭(3μm, 1㎛, 500nm, 150nm, 50nm)에 따라 반도체 기판(110)의 표면으로부터의 다양한 집속 깊이까지에서의 전자의 수명이 측정된 것을 볼 수 있다.
도 7은 본 발명에 따라 측정된 전기광학적 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따라 반도체 기판(110) 상에 센싱 소자(120)를 배치하여 반도체 기판(110)의 표면으로부터의 특정 집속 깊이까지에서의 전기광학적 특성을 측정한 후 센싱 소자(120)를 제거한 경우, 반도체 기판(110)의 특성이 변하지 않고 유지되는지를 보여주는 그래프로서, 센싱 소자(120)가 반도체 기판(110) 상에 배치되지 않은 경우(Bare InP, Bare GaAs), 센싱 소자(120)가 반도체 기판(110) 상에 배치된 경우(100nm, 500nm), 및 센싱 소자(120)가 반도체 기판(110)에 배치되었다가 다시 제거된 경우(Etching)에 측정된 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 센싱 소자(120)를 반도체 기판(110) 상에 배치하여 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성을 측정(100nm, 500nm)한 후, 센싱 소자(120)를 제거한 다음 다시 측정한 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성(Etching)은 본래의 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성(Bare InP, Bare GaAs)과 거의 동일해진 것을 볼 수 있다. 즉, 도 7의 그래프에 도시된 결과로부터, 센싱 소자(120)를 이용하여 반도체 기판(110)의 전기광학적 특성이 측정된 후에 센싱 소자(120)가 제거되면, 다시 본래의 반도체 기판의 특성으로 돌아오는 바, 본 발명에 의하면 전기광학적 특성의 측정 후에 반도체 기판(110)을 다시 사용하는 것이 가능함을 알 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100: 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템
110: 반도체 기판
120: 센싱 소자
130: 전기광학적 특성 측정 장치
131: 신호 수신부
132: 투과율 측정부
133: 전기광학적 특성 측정부
134: 제어부

Claims (6)

  1. 전기광학적 특성이 측정되는 반도체 기판;
    상기 반도체 기판 상에 배치되어, 특정 주파수의 전자기파를 증폭시키고 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지 상기 전자기파를 집속시키는 센싱 소자; 및
    상기 센싱 소자에 의하여 증폭 및 집속된 전자기파를 이용하여, 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지에서의 전기광학적 특성을 측정하는 전기광학적 측정 장치; 및
    상기 특정 주파수의 전자기파가 조사되기 이전에, 상기 반도체 기판의 특정 집속 깊이에 전자-정공 쌍을 생성하기 위하여 펌프 빔을 방출하는 레이저 장치를 포함하며,
    상기 센싱 소자는 필름으로 구성되되,
    상기 필름은, 특정 주파수의 전자기파가 증폭되고, 증폭된 전자기파가 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지 침투되도록, 직사각형 모양의 슬랏이 음각 패터닝 되며,
    상기 슬랏은, 상기 반도체 기판의 전기광학적 특성을 추출하기 위하여 이용되는 전자기파의 주파수에 따라 길이가 조절되고, 상기 전기광학적 특성을 추출하고자 하는 상기 반도체 기판의 표면으로부터의 집속 깊이에 따라 폭이 조절되며,
    상기 슬랏의 폭과 상기 집속 깊이는 선형관계를 가지고, 상기 집속 깊이는 상기 반도체 기판의 표면으로부터 상기 전자기파에 의한 전기장의 강도가 반치전폭이 되는 지점에 해당하는 것을 특징으로 하는 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 전기광학적 특성 측정 장치는
    상기 전자기파의 상기 반도체 기판에 대한 투과 신호를 기초로 투과도의 변화를 측정하고, 상기 투과도의 변화를 기초로 상기 반도체 기판의 표면으로부터 특정 집속 깊이까지에서의 전자수명을 측정하는 것을 특징으로 하는 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템.
  6. 삭제
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