TW201333487A - 一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態 - Google Patents
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Abstract
本發明係有一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態之方法，包括：以一光源透過經由微步馬達控制一量測範圍分光儀之單波長光，再經由遮斷器給予一固定頻率後經由透鏡聚焦在半導體樣品表面上，並從半導體樣品表面引出一電極後與其阻抗相等之電阻並聯，並在電阻兩端施加一直流電壓後，再由電阻兩端接出訊號通過一放大電路，將其波長響應之半導體缺陷及表面態訊號放大再輸入至鎖相放大器，配合遮斷器給予特定頻率之訊號紀錄在電腦。表面光電導入射光平行於外加電壓之電場方向，而其光導光譜係為入射光垂直於外加電壓之電場方向。
Description
本發明係關於一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態，此量測技術因具有入射光平行於外加電壓之電場方向及入射光垂直於外加電壓之電場方向，故可同時偵測到半導體表面態及缺陷態可加速應用在半導體產業產線上檢測使用並可藉由此一量測技術分析半導體樣品之光學特性。
已知半導體本質缺陷所提供之性質及半導體表面因未鍵結鍵或懸空鍵所形成的表面態其特性之貢獻檢測是非常具產業實用性，其因若半導體本身之缺陷或是半導體表面因未鍵結鍵或懸空鍵所形成的表面態其特性之貢獻可提升除本質外的可利用性是非常重要。
如本國專利公告號I276818的”半導體之缺陷檢測方法”，其技術思想為半導體檢測件之正面檢測暨標定缺陷，既為在該半導體檢測件包括：半導體晶圓、晶粒或晶片係檢測改生成之產品後表面有無缺陷。前述之本國專利與本發明之技術思想不同。
如本國專利公告號I247376的“半導體缺陷偵測方法與系統”，其技術思想為一種半導體缺陷偵測系統，其用以對一半導體元件執行異常分析。前述之本國專利與本發明之技術思想不同。
如本國專利公告號483146的”半導體檢查裝置、半導體缺陷解析裝置、半導體設計資料修正裝置、半導體檢查方法、半導體缺陷解析方法、半導體設計資料修正方法以及電腦可讀取的記錄媒體”，其目的為一種半導體檢查裝置，係依存於設計之特徵並以正確且高效率用以定量化發生於半導體裝置的缺陷。使用基板檢查裝置，具備有：設計資料處理部；統計處理及類神經網路(neural network)處理部；檢查領域抽樣部；及數值演算部；並用以抽出由設計資料所構成檢查對象之領域，以任意大小之格子用以分割檢查對象領域並用以作成格子領域，在該各格子領域將設計性的特徵進行數值化並用以作成設計特徵項目資料，將該設計特徵項目資料進行分類成所要之數量的集體並作成特徵分類資料，對屬於各集體之前述格子領域的數量以固定之抽樣比率由特徵分類資料以隨機用以抽出格子領域，進而，根據設計資料用以檢查被加工後之模式被取得有關實際缺陷的資料，及上述特徵分類資料，根據上述抽樣比率用以算出前述檢查對象領域全體之缺陷數。前述之本國專利與本發明之技術思想不同。
如本國專利公告號I230262的”利用同時量測表面光電壓之少數載子擴散長度的快速正確決定方法”其思想技術為少數載子擴散長度可以快速、正確並方便的決定，利用具不同波長且被調變成不同頻率的複數光通量之光束照射到半導體表面，不同光束所感應產生之表面光電壓在同時由監測上述不同調變頻率的表面光電壓訊號偵測，上述表面光電壓訊號以頻率校正而用來計算少數載子擴散長度。前述之本國專利與本發明之技術思想不同。
如本國專利公告號522501的”使用表面光電壓量測低能量摻雜離子濃度的方法”其方法之思想為一種使用表面光電壓(SPV)量測低能量摻雜離子濃度的方法，係將單色光脈衝直接入射到晶圓表面，當入射光的能量超過半導體基材的能隙，光子進入基材中被吸收，產生足量的電荷載子，此足量的電荷載子擴散至晶圓表面，改變晶圓表面的能帶，使得表面能障下降，造成電壓差值△V。然後再以表面光電壓探測器量測表面電壓在光入射前後之差值，即可決定基材表面附近之摻雜離子濃度。前述之本國專利與本發明之技術思想不同。
本發明之主要目的在於一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態，此量測技術因具有入射光平行於外加電壓之電場，故可同時偵測到半導體表面態及缺陷態可加速應用在半導體產業產線上檢測使用並可藉由此一量測技術分析半導體樣品之光學特性。
本發明利用一外加直流電壓之電場平行入射光的技術對其待測之半導體之本質所生成之缺陷貢獻及其半導體表面因未鍵結鍵或懸空鍵所形成的表面態其特性之貢獻。
本發明利用一外加直流電壓之電場平行入射光的技術，可同時偵測到該半導體待測物之能隙，內部缺陷及其表面態之影響，可加速在於產線上之檢測。
本發明主要之目前在於偵測半導體待測物其低於能隙及高於能隙之貢獻，其貢獻可利用於光電轉換之特性的增進。
本發明之目的係為提供研究光電半導體元件者及相關產業上需利用於線上檢測之偵測半導體表面態及缺陷態
如第一圖係為一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態裝置方塊圖及第三圖係為第一圖之動作流程圖，步驟100需要使用者開啟燈源10，並在個人電腦90輸入步驟102所需要之量測範圍及量測間隔，個人電腦90依步驟102所輸入之訊號傳至微步馬達40且並轉動分光儀20內的光柵為至該單色光之角度此為步驟104，故分光儀20分出單色光，完成步驟106。因此步驟108利用所產生之單色光，經過遮斷器30利用透鏡40聚焦至半導體樣品50之表.面，步驟110所感應出之訊號並連一電阻51且外加一直流電壓60之訊號通過步驟112之放大電路70輸入至步驟114鎖相放大器80待鎖相放大器處理完之訊號進行步驟116紀錄在個人電腦90，此時個人電腦90判斷是否要命令微步馬達21轉至下一單色光，若有進行步驟104重覆上述之動作否則進行步驟118結束量測。
10．．．光源
20．．．分光儀
21．．．微步馬達
30．．．遮斷器
40．．．透鏡
50．．．半導體樣品
51．．．電阻
501．．．樣品座
502．．．金屬網
60．．．直流電壓
70．．．放大電路
80．．．鎖相放大器
90．．．個人電腦
第一圖係為一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態裝置方塊圖；
第二圖係為半導體樣品入射光平行於外加電壓之電場方向示意圖；
第三圖係為半導體樣品入射光垂直於外加電壓之電場方向示意圖；
第四圖係為第一圖之動作流程圖；
第五圖係為以三硫化二銦之一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態之入射光平行於電場方向，實施例溫度變化圖；
第六圖係為以三硫化二銦之一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態之入射光垂直於電場方向，實施例溫度變化圖；
第七圖為先前技術本國專利公告號I276818〝半導體之缺陷檢測方法〞專利之代表圖；
第八圖為先前技術本國專利公告號I247376〝半導體缺陷偵測方法與系統〞專利之代表圖；
第九圖為先前技術本國專利公告號483146〝半導體檢查裝置、半導體缺陷解析裝置、半導體設計資料修正裝置、半導體檢查方法、半導體缺陷解析方法、半導體設計資料修正方法以及電腦可讀取的記錄媒體〞專利圖示之一；
第十圖為先前技術本國專利公告號I230262”利用同時量測表面光電壓之少數載子擴散長度的快速正確決定方法”專利之代表圖；
第十一圖為先前技術本國專利公告號522501”使用表面光電壓量測低能量摻雜離子濃度的方法”專利之代表圖。
10．．．光源
20．．．分光儀
21．．．微步馬達
30．．．遮斷器
40．．．透鏡
50．．．半導體樣品
51．．．電阻
60．．．直流電壓
70．．．放大電路
80．．．鎖相放大器
90．．．個人電腦
Claims (10)
- 一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態之方法，包括：以一光源透過經由微步馬達控制一量測範圍分光儀之單波長光，再經由遮斷器給予一固定頻率後經由透鏡聚焦在半導體樣品表面上，並從半導體樣品表面引出一電極後與其阻抗相等之電阻並聯，並在電阻兩端施加一直流電壓後，再由電阻兩端接出訊號通過一放大電路，將其波長響應之半導體缺陷及表面態訊號放大再輸入至鎖相放大器，配合遮斷器給予特定頻率之訊號紀錄在電腦。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述一光源可包含發光之任何連續波長之燈源已供分光儀解析出單色光。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述一半導體樣品表面其製備方法，包括：以一樣品座透過可導電之膠與半導體樣品做貼合，並利用一金屬網覆蓋在半導體樣品表面，且引出一電極或以半導體兩端以可導電之膠做出兩接點。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中透過遮斷器給予一固定頻率之決定來自於待測半導體樣品之波長響應之半導體表面態及缺陷態載子生命週期。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中直流電壓之來源可利用直流電源供應器、電池以及交流電透過一橋式整流器所建構之電路所產生之直流電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中一放大電路係利用運算放大器所所建制依待測半導體樣品之波長響應之半導體表面態及缺陷態之訊號而選定之增益做其量測之決定。
- 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中上述連續波長之燈源，包括：紅外光、近紅外光、可見光及紫外光，不同區段之波長。
- 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中上述之單色光系利用一連續波長之燈源透過微步馬達控制分光儀之轉動來得之。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中上述不同區段之波長可依燈源之物理特性可疊加組合。
- 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中外加直流電壓係平行或垂直於經由微步馬達控制一量測範圍分光儀之單波長光。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101104004A TW201333487A (zh) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | 一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101104004A TW201333487A (zh) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | 一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201333487A true TW201333487A (zh) | 2013-08-16 |
Family
ID=49479487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101104004A TW201333487A (zh) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | 一種結合表面光電導與光導光譜量測技術決定半導體表面態及缺陷態 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW201333487A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI641851B (zh) * | 2013-09-14 | 2018-11-21 | 美商克萊譚克公司 | 用於在發光二極體結構中之內部量子效率之非接觸量測的方法及裝置 |
-
2012
- 2012-02-08 TW TW101104004A patent/TW201333487A/zh unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI641851B (zh) * | 2013-09-14 | 2018-11-21 | 美商克萊譚克公司 | 用於在發光二極體結構中之內部量子效率之非接觸量測的方法及裝置 |
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