TW201538996A - 用於非接觸式量測ｐ－ｎ接面薄片電阻及分流電阻之方法及裝置 - Google Patents

用於非接觸式量測ｐ－ｎ接面薄片電阻及分流電阻之方法及裝置 Download PDF

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Abstract

非接觸式量測p-n接面之特性包含：用光照明一p-n接面之一表面之一照明區域；用一第一電極量測來自該p-n接面之一第一區域之一第一接面光電壓(JPV)信號；用一第二電極量測來自一第二區域之一第二JPV信號；用一參考電極量測來自一第三區域之一第三JPV信號；及用一經校正第一JPV信號、一經校正第二JPV信號、一經校正第一校準JPV信號、一經校正第二校準JPV信號或校準p-n接面之已知薄片電阻判定該p-n接面頂層之一薄片電阻。

Description

用於非接觸式量測P-N接面薄片電阻及分流電阻之方法及裝置 相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§ 119(e)主張以下申請案之權利：2013年10月17日申請之美國臨時申請案第61/892,375號；2013年10月17日申請之美國臨時申請案第61/892,387號；2014年1月29日申請之美國臨時申請案第61/933,292號；及2014年9月10日申請之美國臨時申請案第62/048,677號。美國臨時申請案第61/892,387號；美國臨時申請案第61/892,387號；美國臨時申請案第61/933,292號；及美國臨時申請案第62/048,677號各自係以引用之方式全部併入本文。
本發明大體上係關於非接觸式量測一半導體基板之p-n接面之各種電特性，且特定言之係關於一種用於量測一半導體基板之p-n接面之電特性之非接觸式接面光電壓技術。
隨著改良半導體器件效能的需求繼續增長，改良半導體器件特性化技術亦隨之增長。諸如矽晶圓之半導體晶圓在器件結構的製造方面扮演重要的角色。器件特性之改良監控在先進半導體器件製造技術的發展中至關重要。特性之監控包含植入及退火程序之監控、發射器薄片電阻之監控、Si太陽能電池、CCD/CMOS成像器、LED應用之磊 晶層中之分流電阻或洩漏電流之監控以及植入監控。器件結構之監控中特別重要的係p-n接面層中之薄片電阻及分流電阻、電導或洩漏電流之監控。p-n接面監控之先前技術方法具有多種缺陷。所使用的先前方法過度簡化模型且通常需要額外量測資訊(例如，電容)以得出薄片電阻值。先前方法中之一主要缺點係許多先前技術係基於以下假設：一頂部p-n接面層薄片電阻顯著高於對應基板之薄片電阻。在許多場景中，此假設無效，產生明顯的量測誤差。先前技術之一額外缺陷係：一給定晶圓之後側處之表面光電壓(SPV)通常促成來自晶圓之前側之經量測JPV信號，藉此產生系統誤差。顯而易見，先前技術包含多個缺陷。因此，將希望提供一種克服上文識別的先前技術之此等缺陷之方法及系統。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之一p-n接面之一表面之一照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第一電極量測來自該p-n接面之該表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號，該第一電極靠近該p-n接面之該表面，該第一區域在該照明區域內或橫向靠近該照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第二電極量測來自該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二電極靠近該p-n接面之該表面，該第二區域橫向靠近該照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一參考電極量測來自該p-n接面之該表面之一第三區域之一第三接面光電壓信號，該參考電極靠近該p-n接面之該表面，該第三區域在該照明區域外部。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號或來自該參考電極之該經量測第三接面光電壓信號之至 少一者判定一經校正第一接面光電壓信號或一經校正第二接面光電壓信號之至少一者。在一闡釋性實施例中，該方法包含獲取來自一校準p-n接面之該第一電極之一第一校準接面光電壓信號、來自該校準p-n接面之該第二電極之一第二校準接面光電壓信號或來自該校準p-n接面之該參考電極之一第三校準接面光電壓信號之至少一者，該校準p-n接面具有一已知薄片電阻。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經獲取第一校準接面光電壓信號、該經獲取第二校準接面光電壓信號或來自該參考電極之該經獲取第三校準接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一校準接面光電壓信號或一經校正第二校準接面光電壓信號之至少一者。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經校正第一接面光電壓信號、該經校正第二接面光電壓信號、該經校正第一校準接面光電壓信號、該經校正第二校準接面光電壓信號或該校準p-n接面之該已知薄片電阻之至少一者判定該p-n接面頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含用經定位靠近該p-n接面之該第一表面之一第一透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用經定位靠近該p-n接面之一第二表面之一參考電極量測來自該p-n接面之該第二表面之一額外區域之一額外接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含量測與該第一透明電極之至少一者對應之一第一接面光電壓校準信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含量測與該參考電極對應之一額外接面光電壓校準信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該第一接面光電壓信號、該額外接面光電壓信號、該第一接面光電壓校準信號、該額外接面光電壓信 號、該p-n接面之一基板之該薄片電阻或該p-n接面之一有效薄片電阻之至少一者判定該p-n接面之該頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一表面之一矩形照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第一透明電極量測來自該矩形照明區域內之該p-n接面之該表面之一矩形第一區域之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第二電極量測來自該p-n接面之該表面之一矩形第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二區域在該照明區域外部且橫向靠近該照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含調整該強度調變光之該調變頻率以使該第二接面光電壓信號之一衰減達到一選定衰減位準或一選定衰減位準以上。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該p-n接面之一電容或該矩形照明區域相距一半導體基板之一邊緣之一距離之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第一透明電極或一額外透明電極之至少一者量測來自與該照明區域對應之該p-n接面之該第一表面之一第一區域或一額外區域之至少一者之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第二不透明電極量測來自與該p-n接面之該第一表面之該陰影區域對應之該p-n接面之該第一表面之一 第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二不透明電極由該第一透明電極或該額外透明電極之至少一者包圍。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號或該p-n接面之一空乏寬度之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻或該p-n接面之一分流電阻之至少一者。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一表面之一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第一調變頻率下用一或多個不透明電極量測來自該p-n接面之該一或多個照明區域內之該一或多個陰影區域內之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第一調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第二調變頻率的強度調變光照明該p-n接面之該第一表面之一表面之該一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第二調變頻率下用該一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第二調變頻率下用該一或多個不透明電極量測來自該p-n接面之該一或多個照明區域內之該一或多個陰影區域內之該一或多個第二 區域之一額外第二接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第二調變頻率下用該一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第三區域之一額外第三接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該經量測額外第一接面光電壓信號、該經量測額外第二接面光電壓信號、該經量測額外第三接面光電壓信號、該p-n接面之一經獲取電導或該p-n接面之一經獲取電容之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該調變頻率下用一或多個不透明電極量測來自該p-n接面之該一或多個照明區域內之該一或多個陰影區域內之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一選定脈衝強度及一選定脈衝持續時間之脈衝光照明該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含量測來自該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外脈衝誘 發第一接面光電壓信號、來自該一或多個陰影區域內之該一或多個第二區域之一額外脈衝誘發第二接面光電壓信號或來自該一或多個照明區域外部之該一或多個第三區域之一額外脈衝誘發第三接面光電壓信號之至少兩者之一總和之一衰減曲線。在一闡釋性實施例中，該方法包含基於該經量測衰減曲線判定一p-n接面電導。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第二接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第三接面光電壓信號、該經判定p-n接面電導或該p-n接面之一經獲取電容之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第一調變頻率下用一或多個第二電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第一調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號，該一或多個第三區域在該一或多個第二區域外部。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第二調變頻率的強度調變光照明該p-n接面之該第一表面 之該一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第二調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第二調變頻率下用一或多個第二電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第二區域之一額外第二接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第二調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第三區域之一額外第三接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該經量測額外第一接面光電壓信號、該經量測額外第二接面光電壓信號、該經量測額外第三接面光電壓信號之至少一者判定該p-n接面之一分流電阻。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該p-n接面之一電導及該p-n接面之一空乏寬度之至少一者判定該第一調變頻率大於該第二調變頻率時該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測額外第一接面光電壓信號、該經量測額外第二接面光電壓信號、該經量測額外第三接面光電壓信號、該p-n接面之該電導及該p-n接面之該空乏寬度判定該第二調變頻率大於該第一調變頻率時該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該調變 頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該調變頻率下用一或多個第二電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號，該一或多個第三區域在該一或多個第二區域外部。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一選定脈衝強度及一選定脈衝持續時間之脈衝光照明該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含量測來自該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、來自該一或多個照明區域外部之該一或多個第二區域之一額外脈衝誘發第二接面光電壓信號或來自該一或多個照明區域外部之該一或多個第三區域之一額外脈衝誘發第三接面光電壓信號之至少兩者之一總和之一衰減曲線。在一闡釋性實施例中，該方法包含基於該經量測衰減曲線判定一p-n接面電導。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第二接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第三接面光電壓信號、該調變頻率、該經判定p-n接面電導或該p-n接面之一經獲取電容之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第 一表面之一或多個照明區域，其中該光之該強度建立一接面光電壓信號與誘發該接面光電壓信號之一光通量之間之一實質上線性關係。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自覆蓋該p-n接面之該一或多個照明區域之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一第二調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。在一闡釋性實施例中，該方法包含在該第二調變頻率下用該一或多個透明電極量測來自覆蓋該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域之該一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該第一接面光電壓信號、該額外第一接面光電壓信號、該p-n接面之一頂層之一薄片電阻或該p-n接面之一電容之至少一者判定一p-n接面電導。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法。在一闡釋性實施例中，該方法包含用具有一選定脈衝強度及一選定脈衝持續時間之脈衝光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域，該選定脈衝強度建立一接面光電壓信號與誘發該接面光電壓信號之一光通量之間之一實質上線性關係。在一闡釋性實施例中，該方法包含用一或多個透明電極量測來自覆蓋該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號之一衰減瞬態。在一闡釋性實施例中，該方法包含用該第一接面光電壓信號之該經量測衰減瞬態或該p-n接面之一電容之至少一者判定一p-n接面電導。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一半導體基板之一或多個p-n接面層之一或多個特性之裝置。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一照明單元，其包含一照明源，該照明源用包含強度調變光或脈衝光之至少一者之光照明包含一p-n接面之半導體基板 之一第一表面之一照明區域。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一第一接面光電壓量測單元，其包含經定位靠近該p-n接面之該第一表面之至少一第一電極，該第一電極的位置在該照明區域內或至少橫向靠近該照明區域。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一第二接面光電壓量測單元，其包含經定位靠近該p-n接面之該第一表面之至少一第二電極，該第二電極經橫向定位靠近該第一電極。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一第三接面光電壓量測單元，其包含經定位靠近該p-n接面之該第一表面之至少一參考電極，該第三電極橫向位於該照明區域外部。
在一闡釋性實施例中，該裝置包含一控制器，其通信地耦合至該第一接面光電壓量測單元、該第二接面光電壓量測單元或該第三接面光電壓單元之至少一者。在一闡釋性實施例中，該控制器可自該第一接面光電壓量測單元接收該p-n接面之一第一接面光電壓信號及一校準p-n接面之一第一校準接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該控制器可自該第二接面光電壓量測單元接收該p-n接面之一第二接面光電壓信號及該校準p-n接面之一第二校準接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該控制器可自該第三接面光電壓量測單元接收該p-n接面之一第三接面光電壓信號及該校準p-n接面之一第三校準接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該控制器可用該經接收第一接面光電壓信號、該經接收第二接面光電壓信號或來自該參考電極之該經接收第三接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一接面光電壓信號或一經校正第二接面光電壓信號之至少一者。在一闡釋性實施例中，該控制器可用該經接收第一校準接面光電壓信號、該經接收第二校準接面光電壓信號或該經接收第三校準接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一校準接面光電壓信號或一經校正第二校準接面光電壓信號之至少一者。在一闡釋性實施例中，該控制器可用該經校正第一接 面光電壓信號、該經校正第二接面光電壓信號、該經校正第一校準接面光電壓信號、該經校正第二校準接面光電壓信號或該校準p-n接面之該已知薄片電阻之至少一者判定該半導體基板之該p-n接面之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一半導體基板之一或多個p-n接面層之一或多個特性之裝置。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一照明單元，其包含一照明源，該照明源用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一照明區域。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一第一接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該p-n接面之該第一表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號之一第一透明電極。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一額外接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該p-n接面之一第二表面之一額外區域之一額外接面光電壓信號之一參考電極。
在一闡釋性實施例中，該裝置包含一控制器，其通信地耦合至該第一接面光電壓量測單元、該第二接面光電壓量測單元或該額外接面光電壓量測單元。在一闡釋性實施例中，該控制器可自該第一接面光電壓量測單元接收該p-n接面之該第一表面之該第一區域之該第一接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該控制器可自該第一接面光電壓量測單元接收一校準p-n接面之該第一表面之該第一區域之一第一接面光電壓校準信號。在一闡釋性實施例中，該控制器可自該參考接面光電壓量測單元接收該p-n接面之第二表面之該額外區域之一額外接面光電壓信號。在一闡釋性實施例中，該控制器可自該參考接面光電壓量測單元接收一校準p-n接面之一第二表面之該額外區域之一額外接面光電壓校準信號。在一闡釋性實施例中，該控制器可用該第一接面光電壓信號、該額外接面光電壓信號、該第一接面光電壓校準 信號、該額外接面光電壓信號、該p-n接面之一基板之該薄片電阻或該p-n接面之一有效薄片電阻之至少一者判定該p-n接面之該頂層之一薄片電阻。
揭示根據本發明之一實施例之一種用於非接觸式量測一半導體基板之一或多個p-n接面層之一或多個特性之裝置。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一照明單元，其包含一照明源，該照明源用強度調變光照明一p-n接面之一表面之矩形照明區域。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一第一接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該矩形照明區域內之該p-n接面之該表面之一矩形第一區域之一第一接面光電壓信號之一第一透明電極。在一闡釋性實施例中，該裝置包含一第二接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該p-n接面之該表面之一矩形第二區域之一第二接面光電壓信號之一第二電極，該第二區域在該照明區域外部且橫向靠近該照明區域。
在一闡釋性實施例中，該裝置包含一控制器，其通信地耦合至該第一接面光電壓量測單元及該第二接面光電壓量測單元。在一闡釋性實施例中，該控制器可調整由該照明源發射之該強度調變光之一調變頻率以使該第二接面光電壓信號之一衰減達到一選定衰減位準或一選定衰減位準以上。在一闡釋性實施例中，該控制器可用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號及該p-n接面之一電容或該矩形照明區域相距該半導體基板之一邊緣之一距離之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
應瞭解，以上概述及下列詳細描述兩者僅為例示性及解釋性，且不一定限制所主張之發明。併入本說明書且構成本說明書之一部分的附圖繪示本發明之若干實施例，且連同概述一起用於解釋本發明之原理。
100‧‧‧系統
102‧‧‧半導體基板/晶圓/半導體結構
103‧‧‧p-n接面
104‧‧‧接地夾盤/電極夾盤/晶圓夾盤
105‧‧‧光纖束/分叉光纖/透鏡
105a‧‧‧光纖通孔/光纖
105b‧‧‧光纖通孔/光纖
105c‧‧‧光纖通孔/光纖
105d‧‧‧光纖
105e‧‧‧光纖
106‧‧‧基板之表面/正表面/表面層/前側/晶圓之正表面層/p型層/頂層/p-n接面之上層
107‧‧‧照明源/光源
107a‧‧‧照明源
107b‧‧‧照明源
107c‧‧‧照明源
108‧‧‧照明源驅動器
109‧‧‧信號產生器
110‧‧‧第一透明電極/弧形電極
110A‧‧‧第一透明環狀電極
110B‧‧‧第二圓盤狀電極
111‧‧‧第二不透明電極/弧形電極
112‧‧‧前置放大器
113‧‧‧前置放大器
114‧‧‧解調變器/偵測器
115‧‧‧解調變器/偵測器
116‧‧‧不透明參考電極
117‧‧‧前置放大器
118‧‧‧解調變器/偵測器
119‧‧‧信號產生器
120‧‧‧開關
121‧‧‧控制器
122‧‧‧第四電極/包圍電極
123‧‧‧前置放大器
124‧‧‧解調變器/偵測器
125‧‧‧光/照明/光束/矩形照明區域/第一透明板/第二透明板
125a‧‧‧照明區域
125b‧‧‧照明區域影像
126‧‧‧接地電極
127‧‧‧透明矩形板/矩形照明區域
128‧‧‧基板之邊緣
141‧‧‧照明單元
142‧‧‧第一接面光電壓(JPV)量測單元
143‧‧‧第二接面光電壓(JPV)量測單元
144‧‧‧第三接面光電壓(JPV)量測單元/第三量測系統
145‧‧‧第四接面光電壓(JPV)量測單元
150‧‧‧概念圖
152‧‧‧第一空間光電壓(JPV)分佈
154‧‧‧第二空間光電壓(JPV)分佈
156‧‧‧晶圓之背表面層/晶圓之底表面/p-n接面之底層
160‧‧‧概念圖
170‧‧‧流程圖
172‧‧‧步驟
173‧‧‧步驟
174‧‧‧步驟
175‧‧‧步驟
176‧‧‧步驟
177‧‧‧步驟
178‧‧‧步驟
179‧‧‧步驟
180‧‧‧流程圖
182‧‧‧步驟
183‧‧‧步驟
184‧‧‧步驟
185‧‧‧步驟
186‧‧‧步驟
187‧‧‧步驟
190‧‧‧流程圖
192‧‧‧步驟
193‧‧‧步驟
194‧‧‧步驟
195‧‧‧步驟
196‧‧‧步驟
202‧‧‧透鏡
210‧‧‧開關
221‧‧‧圖表
221‧‧‧模擬曲線
222‧‧‧模擬曲線
223‧‧‧模擬曲線
224‧‧‧截止頻率
225‧‧‧圖表
226‧‧‧模擬曲線
227‧‧‧模擬曲線
228‧‧‧模擬曲線
229‧‧‧模擬曲線/切線
230‧‧‧流程圖
232‧‧‧步驟
233‧‧‧步驟
234‧‧‧步驟
235‧‧‧步驟
240‧‧‧流程圖
241‧‧‧步驟
242‧‧‧步驟
243‧‧‧步驟
244‧‧‧步驟
245‧‧‧步驟
246‧‧‧步驟
247‧‧‧步驟
248‧‧‧步驟
249‧‧‧步驟
260‧‧‧流程圖
261‧‧‧步驟
262‧‧‧步驟
263‧‧‧步驟
264‧‧‧步驟
265‧‧‧步驟
266‧‧‧步驟
267‧‧‧步驟
268‧‧‧步驟
269‧‧‧步驟
270‧‧‧流程圖
271‧‧‧步驟
272‧‧‧步驟
273‧‧‧步驟
274‧‧‧步驟
275‧‧‧步驟
276‧‧‧步驟
277‧‧‧步驟
278‧‧‧步驟
279‧‧‧步驟
280‧‧‧步驟
281‧‧‧步驟
290‧‧‧流程圖
291‧‧‧步驟
292‧‧‧步驟
293‧‧‧步驟
294‧‧‧步驟
295‧‧‧步驟
296‧‧‧步驟
297‧‧‧步驟
298‧‧‧步驟
300‧‧‧系統
301‧‧‧接面光電壓(JPV)量測單元
302‧‧‧透明電極/振動電極
303‧‧‧前置放大器
304‧‧‧額外透明電極
305‧‧‧信號解調變器/脈衝瞬態偵測器
309‧‧‧可旋轉鏡
346‧‧‧二維(2D)模擬等式曲線
348‧‧‧一維衰減
352‧‧‧曲線
354‧‧‧曲線
356‧‧‧一維衰減
360‧‧‧圖表
361‧‧‧切線
362‧‧‧瞬態曲線
363‧‧‧切線
364‧‧‧瞬態曲線
365‧‧‧切線
366‧‧‧瞬態曲線
368‧‧‧瞬態曲線
370‧‧‧流程圖
372‧‧‧步驟
373‧‧‧步驟
374‧‧‧步驟
375‧‧‧步驟
376‧‧‧步驟
380‧‧‧流程圖
382‧‧‧步驟
384‧‧‧步驟
386‧‧‧步驟
a‧‧‧尺寸
2a‧‧‧寬度
A0‧‧‧第一照明區域
A1‧‧‧第一區域/照明區域
A2‧‧‧第二區域/陰影區域
A3‧‧‧第三區域
A4‧‧‧第四區域
b‧‧‧距離
c‧‧‧距離
L‧‧‧長度
L1‧‧‧長度
r0‧‧‧光束半徑
r1‧‧‧內徑
r2‧‧‧外徑
r3‧‧‧內徑
r4‧‧‧外徑
r5‧‧‧外徑
REL‧‧‧電極半徑
RWAFER‧‧‧晶圓半徑
Voff‧‧‧接面光電壓(JPV)偏移電壓
熟習此項技術者可參考附圖而更好地瞭解本發明之許多優點，其中：圖1A至圖1C繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一裝置。
圖1D至圖1F繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一裝置。
圖1G繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一裝置。
圖1H至圖1I繪示根據本發明之一或多項實施例之一組接面光電壓空間分佈。
圖1J至圖1K繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之方法。
圖1L至圖1N繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一裝置。
圖1O繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一方法。
圖2A至圖2C繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一裝置。
圖2D繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之獲取自一系列電極組態之一JPV信號依據頻率變化之一圖表。
圖2E繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之獲取自一系列電極組態之一JPV信號依據時間變化之一圖表。
圖2F至圖2J繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之方法。
圖3A至圖3I繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一裝置。
圖3J繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之一系列模擬JPV信號依據時間變化之一圖表。
圖3K繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之一系列模擬JPV信號依據時間變化之一圖表。
圖3L繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之獲取自一系列電極組態之依據時間變化之一Ln(JPV)曲線以及對應切線之一圖表。
圖3M至圖3N繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之方法。
現在將詳細參考所揭示之標的物，隨附圖式中繪示該所揭示之標的物。
大體上參考圖1A至圖3N，描述根據本發明之用於非接觸式量測一p-n接面之一或多個特性之一系統及方法。本發明之實施例係針對適用於量測p-n接面層中之薄片電阻、分流電阻、電導及/或洩漏電流之一非接觸式接面光電壓(JPV)技術。除了其他事物以外，本發明之實施例亦提供一先進的四電極組態，其用於精確地量測頂部p-n接面層薄片電阻Rs1，其不受基板摻雜及其薄片電阻Rs2之變動影響。此外，本發明之實施例降低後側晶圓SPV對系統誤差之影響。本發明之實施例亦提供兩個p-n接面層之薄片電阻Rs1及Rs2之量測。
圖1A至圖1C繪示根據本發明之一或多項實施例之用於量測一或多個p-n接面之一或多個特性之一系統100。在一些實施例中，本發明之非接觸式量測技術可提供(但不限於)一p-n接面之一薄片電阻及/或一p-n接面之一分流電阻之一量測，該量測係基於一半導體基板之一p-n接面之一表面之各個區域處之一或多個接面光電壓(JPV)量測。V.Faifer等人在2014年9月2日申請之美國專利申請案第14/475,025號中描述JPV量測之校準，該案係以引用之方式全部併入本文。
現在參考圖1A，在一實施例中，系統100包含一照明單元141。在另一實施例中，系統100包含一第一接面JPV量測單元142。在另一實施例中，系統100包含一第二接面JPV量測單元143。在另一實施例中，系統100包含一第三接面JPV量測單元144。在另一實施例中，系統100包含一第四接面JPV量測單元145。在另一實施例中，系統100包含一控制器121，其通信地耦合至照明單元141、第一接面JPV量測單元142、第二接面JPV量測單元143、第三接面JPV量測單元144及/或第四接面JPV量測單元145。本文中應注意，本發明之實施例無需圖1A中描繪之JPV量測單元142至145之各者。因此，預期包含一個、兩個或全部JPV量測單元142至145之實施例在本發明之範疇內。
在一實施例中，控制器121經組態以引導照明單元141用具有一或多個選定特性(例如，強度、調變頻率、脈衝強度、脈衝持續時間等等)之光照明包含一p-n接面103之一半導體基板。繼而，控制器121可接收p-n接面103之各種回應特性之量測，諸如(但不限於)來自JPV量測單元142之一第一JPV信號、來自JPV量測單元143之一第二JPV信號、來自JPV量測單元144之一第三JPV信號及/或來自JPV量測單元145之一第四JPV信號。進一步言之，控制器121可基於遍及本發明描述之經量測特性及各個關係式判定p-n接面103之薄片電阻及/或分流電阻。
在一實施例中，照明單元141包含一或多個照明源107。在一實施例中，該一或多個照明源107經配置以用光125(例如，強度調變光或脈衝光)照明包含一p-n接面103之一半導體基板之一區域。例如，照明源107可經配置以照明基板102(例如，包含一p-n接面之一半導體晶圓)之表面106之一第一照明區域A0。
在另一實施例中，照明源107用一或多個選定強度的光照明p-n接面103之表面106。在另一實施例中，照明源107用一或多個選定調變 頻率的光照明p-n接面103之表面。例如，照明源107可輸出以一選定調變頻率調變之一光信號。例如，光之調變頻率可對應於一穩定狀態狀況(例如，低調變頻率)或一不穩定狀態狀況(例如，高調變頻率)。舉另一實例而言，照明源107可輸出一脈衝光信號。在另一實施例中，照明單元141用包含一選定波長或波長範圍之光照明p-n接面103之表面。
在一實施例中，照明單元141用光104照明包含p-n接面103之一半導體基板之一區域。在另一實施例中，照明單元141用一或多個選定強度的光照明p-n接面103之表面。在另一實施例中，照明單元141用一或多個選定調變頻率的光照明p-n接面103之表面。例如，照明源107可輸出以一選定調變頻率調變之一調變光信號。舉另一實例而言，照明源107可輸出一脈衝光信號。在另一實施例中，照明單元141用包含一選定波長或波長範圍之光照明p-n接面103之表面。
照明源107可包含此項技術中已知適用於提供調變或脈衝光之任何照明源。例如，照明單元141可包含一照明源107，諸如(但不限於)一發光二極體(LED)、多個LED、一或多個雷射、一閃光燈(例如，過濾式閃光燈)或一百葉窗燈。對於本發明之剩餘部分，在一LED之背景下描述照明單元141之照明源107。本文中應注意，照明源107不限於一LED且僅僅為清楚目的而提供此簡化，且本文中預期照明源107可包含任何額外類型的光源(例如，一雷射)。
在另一實施例中，照明單元141包含一或多個光纖束105。在另一實施例中，該一或多個光纖束105用以光學耦合照明源107之一輸出及基板102之正表面之一照明區域A0。例如，光纖束107之一第一端(即，輸入)可耦合至照明源107之輸出，而光纖束107之一第二端(即，輸出)經配置以將行進穿過該一或多個光纖束105之照明125傳遞至基板102之正表面106之照明區域A0。
在另一實施例中，照明單元141包含一信號產生器109及/或驅動器108(例如，LED驅動器)，其耦合至照明源107及控制器121。就此而言，控制器121可引導信號產生器109驅動照明源107以產生一所要照明輸出。例如，信號產生器109可使照明源107輸出具有一選定調變頻率之一調變光信號。舉另一實例而言，信號產生器109可使照明源107輸出一選定持續時間之一或多個光脈衝(即，脈衝光信號)。舉另一實例而言，信號產生器109可使照明源107輸出一選定強度之一或多個光脈衝。例如，信號產生器109可使照明源107輸出具有足夠低以使p-n接面103之模擬JPV信號處於一穩定狀態狀況之一調變頻率之一調變光信號。舉另一實例而言，信號產生器109可使照明源107輸出具有足夠高以使p-n接面之模擬JPV信號處於一不穩定狀態狀況之一調變頻率之一調變光信號。
在一實施例中，第一JPV量測單元包含用於量測p-n接面103之一選定區域之一JPV信號之一第一電極110。在一實施例中，第一電極110位於包含一p-n接面103之半導體基板102之正表面106附近。在另一實施例中，第二JPV量測單元包含用於量測p-n接面103之一選定區域之一第二JPV信號之一第二電極111。在一實施例中，第二電極111亦位於包含一p-n接面103之半導體基板102之正表面106附近。
如圖1A至圖1C中所示，在一實施例中，第一電極110及第二電極111經橫向定位靠近照明A0。就此而言，來自照明源107之照明125經由光學束105傳輸以免實質上照射在第一電極110或第二電極111上。在一實施例中，第一電極110可經配置相對於接收照明125之照明區域A0同心。就此而言，第一電極110可量測或拾取與p-n接面103之第一區域A1相關聯之一第一JPV信號，使得第一區域A1不在照明區域A0內。在另一實施例中，第二電極111可經配置與第一電極110同心。就此而言，第二電極111可量測或拾取與p-n接面103之一第二區域A2相 關聯之一第二JPV信號。例如，如圖1B及圖1C中所示，第一電極110可包含(但不限於)一不透明弧形電極(例如，金屬電極)，其經配置相對於照射在照明區域125上之照明125同心。舉另一實例而言，如圖1B及圖1C中所示，第二電極111可包含(但不限於)一不透明弧形電極(例如，金屬電極)，其經配置相對於第一電極110同心。例如，如圖1C中所示，照明125之區域可具有r0之一半徑，而第一電極110具有r1之一內徑及r2之一外徑。進一步言之，第二電極111可具有r3之一內徑及r4之一外徑，其中r4>r3>r2>r1>r0。
本文中應進一步注意，第一電極110及第二電極111可呈現此項技術中已知的任何合適形狀。例如，第一電極110及第二電極111可呈現一弧形、一部分敞開矩形、一部分敞開正方形、一部分敞開橢圓形、一部分敞開多邊形等等。
在另一實施例中，第三JPV量測單元144包含一參考電極116。在一實施例中，參考電極116位於半導體基板102之表面層106附近。在另一實施例中，參考電極116沿橫向方向(即，在由電極界定之平面內)定位在遠離照明區域A0、第一電極110及第二電極111之一選定距離處。就此而言，參考電極116可量測來自p-n接面102之表面106之一第三區域A3之一參考信號。例如，參考電極116可定位在近似等於基板102(例如，晶圓)之半徑之一距離處。本文中應注意，如本文中更加詳細地進一步描述，參考電極116可用以對分別用第一電極110及第二電極111量測之第一JPV信號及第二JPV信號提供校正。在一實施例中，參考電極116包含一不透明電極。
參考電極116可呈現此項技術中已知的任何合適形狀，諸如(但不限於)一正方形、一矩形、一圓形、一橢圓形、一多邊形等等。例如，如圖1B中所示，參考電極116可具有具備一尺寸「a」之一正方形形狀。在另一實施例中，一接地電極126可包圍參考電極116。本文中 應注意，接地電極126可用以降低由基板102之邊緣誘發的靜電效應。在另一實施例中，雖然未展示，但是第一電極110及/或第二電極111可由一接地電極包圍。
在另一實施例中，第四JPV量測單元145包含一第四電極122。在一實施例中，第四電極122亦位於半導體基板102之表面層106附近。在另一實施例中，第四電極122包圍第一電極110及第二電極111，如圖1A及圖1B中所示。就此而言，第四電極122可量測來自p-n接面102之一第四區域A4之一第四JPV信號。本文中應注意，電極122可用以改良量測p-n接面中之分流電阻或電導之精確度。此外，如本文中進一步更詳細地描述，包圍電極122可對薄片電阻量測提供校正。在一實施例中，參考電極116包含一不透明電極。
在另一實施例中，接面光電壓量測單元142至145之一或多者可包含經組態以在一量測信號傳輸至控制器121之前處理該量測信號之一或多個信號處理元件。例如，量測單元142、143、144及145可包含(但不限於)分別用於放大來自電極110、111、122及116之信號之前置放大器112、113、123及117。舉另一實例而言，量測單元142、143、144及145可包含(但不限於)分別用於解調變及/或偵測來自電極110、111、122及116之信號之解調變器/偵測器114、115、124及118。進一步言之，在放大、解調變及/或偵測之後，可由控制器121經由一介面接收來自電極110、111、122及116之信號。
在一實施例中，包含一或多個p-n接面103之半導體基板102安置在一夾盤104上。在另一實施例中，夾盤104包含一導電夾盤(例如，金屬夾盤)。在另一實施例中，夾盤104包含連接至接地之一金屬夾盤。在另一實施例中，系統100包含透過開關120耦合至晶圓夾盤104之一信號產生器119。例如，開關120可直接耦合至夾盤104。在另一實施例中，開關120耦合至接地。在另一實施例中，信號產生器119耦 合至控制器121，藉此控制器121可引導信號產生器119施加一選定信號至夾盤104。在一實施例中，信號產生器119可施加一或多個校準信號(例如，脈衝)以輔助量測本發明之精確信號(例如，JPV信號)。例如，信號產生器119可用以透過開關120施加一AC信號至夾盤104以校準一或多個光電壓信號。本文中應注意，V.Faifer等人在2014年9月2日申請之美國專利申請案第14/475,025號中描述JPV量測之校準，該案係以引用之方式全部併入上文。
本文中應注意，夾盤不限於一導電或金屬夾盤，且以上描述僅僅係針對繪示性目的而提供。例如，夾盤104可包含一不導電夾盤104。在一實施例中，本發明之一或多個校準信號可施加於基板103之邊緣(而非如本文先前描述般透過夾盤104施加)。
在另一實施例中，控制器121經組態以自JPV量測單元142至145接收一或多個量測(例如，測試晶圓之量測或校準晶圓之量測)。基於該等量測，控制器121經進一步組態以判定與p-n接面103相關聯之一或多個特性。在一實施例中，控制器121自第一接面光電壓量測單元142接收p-n接面103之一第一接面光電壓信號及一校準p-n接面之一第一校準接面光電壓信號。在另一實施例中，控制器121自第二接面光電壓量測單元143接收p-n接面之一第二接面光電壓信號及校準p-n接面之一第二校準接面光電壓信號。在另一實施例中，控制器121自第三接面光電壓量測單元144接收p-n接面之一第三接面光電壓信號及校準p-n接面之一第三校準接面光電壓信號。在另一實施例中，控制器121用經接收第一接面光電壓信號、經接收第二接面光電壓信號或經接收第三接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一接面光電壓信號或一經校正第二接面光電壓信號之至少一者。在另一實施例中，控制器121用經接收第一校準接面光電壓信號、經接收第二校準接面光電壓信號或經接收第三校準接面光電壓信號之至少一者判定一經校正 第一校準接面光電壓信號或一經校正第二校準接面光電壓信號之至少一者。在另一實施例中，控制器121用經校正第一接面光電壓信號、經校正第二接面光電壓信號、經校正第一校準接面光電壓信號、經校正第二校準接面光電壓信號或校準p-n接面之已知薄片電阻之至少一者判定半導體基板之p-n接面層之一薄片電阻。
在一實施例中，系統100可獲取來自一校準p-n接面之第一電極之一第一校準接面光電壓、來自校準p-n接面之第二電極之一第二校準接面光電壓或來自校準p-n接面之參考電極之一第三校準接面光電壓之至少一者。在另一實施例中，可藉由以下各者獲取JPV校準信號：用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之校準p-n接面之一表面之一照明區域。接著，用第一電極量測來自校準p-n接面之表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號。接著，用第二電極量測來自校準p-n接面之表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號。接著，用參考電極量測來自校準p-n接面之表面之一第三區域之一第三接面光電壓信號。
在另一實施例中，可透過經由遍及本發明描述之產生器119及開關120施加校準電壓信號達成JPV信號之校準。
應注意，本文中更加詳細地進一步描述第一接面光電壓信號、第二接面光電壓信號及第三校準信號之校準及校正之程序。
在另一實施例中，控制器121自第四電極122接收p-n接面之表面之第四區域之一第四接面光電壓信號。在另一實施例中，控制器121將第一接面光電壓、第二接面光電壓及第四接面光電壓相加以形成一加總接面光電壓信號。在另一實施例中，如本文中更加詳細地進一步描述，控制器121基於加總接面光電壓信號之頻率相依性判定p-n接面之一分流電阻。在另一實施例中，控制器121基於經由脈衝光產生之加總接面光電壓信號之衰減判定p-n接面之一分流電阻。
圖1D至圖1F繪示根據本發明之一或多項實施例之裝備有一透明第一電極110之系統100。如圖1D中所示，第一電極110可包含一透明電極110(而非圖1A中描繪之不透明第一電極)。在一實施例中，透明電極110經組態以將照明125自照明源107傳輸至p-n接面103之表面106上之照明區域A0。在一實施例中，如圖1D中繪示，第一透明電極110與照明區域A0共同延伸。就此而言，如圖1D及圖1E中所示，與第一透明電極110相關聯之區域A1與照明區域A0共同延伸。在另一實施例中，第一透明電極110係在照明區域A0內部，使得電極110小於照明區域。在另一實施例中，第一透明電極110覆蓋照明區域A0，使得照明區域A0小於電極110。
在另一實施例中，圖1D至圖1E之第一透明電極包含安置在一透明基板上之一透明導電氧化物(TCO)塗層。例如，透明基板可包含(但不限於)石英、藍寶石或玻璃基板。在另一實施例中，第一透明電極110包含懸垂在該p-n接面之表面上之一金屬絲網。在另一實施例中，第一透明電極110包含安置在一透明板上之一金屬絲網。在另一實施例中，第一透明電極110包含一奈米線塗層。
本文中應進一步注意，第一電極110可呈現此項技術中已知的任何合適形狀，諸如(但不限於)圓盤形狀、一正方形、一矩形、一橢圓形、一多邊形等等。例如，如圖1E中所示，第一透明電極110可具有一圓盤形狀。例如，如圖1F中所示，照明125之區域及第一透明電極110可各自具有r0之一半徑，而第二電極111具有r1之一內徑及r2之一外徑，其中r2>r1>r0。
圖1G繪示根據本發明之一或多項實施例之參考電極116位於半導體基板102之後側上之系統100。在一實施例中，第三量測系統144之參考電極116位於夾盤104中之一間隙內且靠近半導體基板102之後側表面。
在一實施例中，如圖1G中所示，系統100包含一第一透明電極110，其與照明125光學地耦合以將照明125傳輸至照明區域A0，如本文先前所描述。在另一實施例中，第一透明電極110與照明區域A0共同延伸。在另一實施例中，第一透明電極110具有照明區域A0內部之一區域。在另一實施例中，第一透明電極110覆蓋照明區域A0，使得照明區域A0在第一透明電極110之區域內部。
在一實施例中，參考電極116係不透明的。在另一實施例中，不透明參考電極116經定位與第一透明電極110對置，使得其等實質上對準。在另一實施例中，不透明參考電極116之面積實質上相同於第一透明電極110(例如，在圓形幾何形狀的情況下，直徑相同)。
參考電極116及/或第一透明電極110可呈現此項技術中已知的任何形狀，諸如(但不限於)一環狀或一圓盤狀。
在另一實施例中，亦如圖1G中所示，系統100包含一第二不透明電極111，其位於照明區域A0外部以量測照明區域A0外部之一第二信號或額外信號，藉此容許判定兩個p-n接面層之薄片電阻。
本文中應注意，系統100可用以透過用照明125光致激發p-n接面103中之過量載流子以及關聯於電極110及111之JPV信號V1及V2與關聯於參考電極116之JPV信號V3之後續比較來判定基板102之p-n接面103之薄片電阻。V.Faifer等人在1994年發表的《愛丁堡大學第24期ESSDERC’94會刊(Proceedings of 24th ESSDERC'94,Edinburgh)》第601頁及V.Faifer等人在2006年發表在《Appl.Phys.Let.上的第89,151123號(Appl.Phys.Let.,89,151123)》中詳細地描述根據具有p-n接面之矽晶圓之局部光學激發之JPV分佈(其中Rs1>>Rs2)，其等各自以引用之方式全部併入本文中。
圖1H描繪安置在包含一孔或間隙之一接地夾盤104上之半導體基板之前側及後側上的空間JPV分佈之一概念圖150。例如，圖1H繪示 半導體基板102之前側106上產生之一第一空間JPV v1分佈152及半導體基板102之後側上產生之一第二空間JPV v2分佈154，該等分佈係回應於照明125而產生。圖1I描繪安置在不包含一孔或間隙之一接地夾盤104上之半導體基板之一空間JPV v1分佈之一概念圖160。例如，圖1I繪示安置在不具有一孔或間隙之一接地夾盤104上之半導體基板102之前側106上產生之一第一空間JPV v1分佈152。本文中應注意，此一配置包含一JPV偏移電壓VOFF，其由背側JPV分佈154與夾盤104之相互作用而模擬。
如圖1H中所示，若Rs1具有與Rs2相同之數量值且基板102放置在包含一通孔或間隙之一夾盤104上，則由以下項給定晶圓102之正表面層106處依據x-y位置變化之JPV值v1(x,y)152與該晶圓102之背表面層156處依據x-y位置變化之JPV值v2(x,y)154之關係：
其中分佈v 1 (x,y,t)152表示頂層106處依據x-y位置變化之JPV值，分佈v 2 (x,y,t)154係晶圓102之底表面156處依據座標x-y位置變化之JPV值，Φ(x,y,t)係光通量之有效強度，R s1 係p-n接面103之上層106之薄片電阻，R s2 係p-n接面之底層156之薄片電阻，C pn 係每單位面積的p-n接面之電容，G pn 係每單位面積的p-n接面之電導，且R係p-n接面之半導體材料之反射率。進一步言之，p-n接面之電導可被判定為：
其中表達在電流I與電壓V之間之下列關係式中：q係電子之電荷；k係玻爾茲曼常數；T係溫度；R sh 係p-n接面之分流電阻；I 0 及n係p-n接面之前因數及理想因數：I=I 0．[exp(q．V/n．kT)-1] (4)
可使用以下公式計算由電極110及111擷取之光電壓信號V 1 及V 2 ：
其中S 1 及S 2 係電極110及111之面積，C 1 及C 2 係取決於前置放大器112及113之放大增益及其他參數之常數。在正弦調變光之情況下，JPV信號可表示為：V 1(t)=V 1．exp(jω．t) (7)
V 2(t)=V 2．exp(jω．t) (8)
其中V 1 、V 2 係JPV信號之量值，ω=2πf，f係光調變頻率。
使用等式(1至6)，由以下項給定來自圖1A至圖1C中描繪之探針組態之弧形電極110之JPV信號之量值V 1 及弧形電極111之JPV信號之量值V 2 ：
其中
其中I 0 (z)及I 1 (z)係第一種類的修改貝索函數(modified Bessel function)；K 0 (z)及K 1 (z)係第二種類的修改貝索函數；r 0 係光束125之半徑，r 1 、r 2 分別係電極110之內徑及外徑，且r 3 、r 4 分別係電極111之內徑及外徑；且Φ 0 係有效光通量。
應進一步注意，常數C 1 及C 2 取決於前置放大器112及113之放大增益且可由控制器121使用信號產生器119及開關120予以校準。
進一步言之，可由控制器121使用經量測JPV信號之比率及以下關係式而判定參數k：
在另一實施例中，可由控制器121使用來自量測晶圓之電極110及111之經量測JPV信號V1M及V2M以及來自校準晶圓之該等電極之JPV信號V1C及V2C與已知薄片電阻RSC及以下公式而判定量測晶圓之薄片電阻RSM：
其中可由控制器121使用以下等式而計算參數kC及kM：
在圖1D至圖1F中所示之系統100之情況下，上述等式(1至6)可用以推導出來自透明且導電電極110之JPV信號之量值V1及弧形電極之JPV信號之量值V2：
其中
且I 0 (z)、I 1 (z)係第一種類的修改貝索函數；K 0 (z)、K 1 (z)係第二種類的修改貝索函數；r 0 係電極110之半徑，r 1 、r 2 係電極111之內徑及外徑，且Φ 0 係有效光通量。
應再次注意，常數C 1 及C 2 取決於前置放大器112及113之放大增益且可由控制器121使用信號產生器119及開關120予以校準。
此外，可由控制器121使用經量測JPV信號之比率及以下等式而判定參數k：
進一步言之，可由控制器121使用來自量測晶圓之電極110及111 之經量測JPV信號V1M及V2M以及來自一校準晶圓之電極之JPV信號V1C及V2C與已知薄片電阻RS1C及以下公式而判定量測晶圓之薄片電阻RS1M：
其中可由控制器121使用以下等式而計算參數kC及kM：
本文中應注意，如圖1G中所示之包含一孔或接觸晶圓102之部分之一夾盤104可能難以用於測繪整個晶圓。在無孔之夾盤之情況下，如圖1A及圖1D中所示，晶圓102之背側處之JPV及SPV在晶圓的前側處產生一JPV偏移Voff(參見圖1I)。可使用以下公式判定Voff：
其中RW係晶圓半徑。
可由控制器121使用來自電極116之JPV信號之量測偏差V3及以下公式而計算來自電極110及111之經校正JPV信號：
其中S1、S2、S3分別係電極110、111及116之面積。
可使用來自量測晶圓之電極110及111之該等用公式(25、26)校正之JPV信號V1MCOR及V2MCOR以及來自校準晶圓之該等電極之JPV信號V1CCOR及V2CCOR與已知薄片電阻RS1C及用於圖1A至圖1C處之電極組態之公式(14至16)或用於圖1D至圖1F處之電極組態之公式(21至23)而判定量測晶圓之薄片電阻RS1M。
在GaInN或AlGaInP LED之情況下，p-n接面之電容係由未摻雜作 用層之厚度d予以判定且可使用以下公式予以判定：
其中ε S 及ε 0 再次係半導體及真空之介電常數。
可使用對一校準p-n接面量測之經校正JPV信號V1CCor、V2CCor與已知薄片電阻RSC1及RSC2以及以下關係式而判定p-n接面之電容Cpn：
使用關於受測試p-n接面之該經量測電容Cpn及經量測JPV信號V1M、V2M、V3M，可使用以下一組等式判定薄片電阻RS1及RS2：
其中V1MCor、V2MCor係基於公式(25)及(26)之經校正量測光電壓。
在圖1G中描繪之系統100之情況下，使用產生自信號產生器119及開關120及具有一孔之電極夾盤104之來自電極110、116及111之信號V11、V22及V33以及來自一受測試p-n接面之JPV信號V1、V2、V3、來自一校準p-n接面之V1C、V2C、V3C之量測與已知薄片電阻RSC1及RSC2，可使用以下關係式判定該受測試p-n接面之薄片電阻RS1及RS2：
若基板薄片電阻未知，則除JPV技術以外，一渦電流技術亦可用於薄片電阻RS1及RS2之量測。
在渦電流技術之情況下，由控制器121使用以下公式判定所吸收 的電磁功率Pa：
其中σ(x)係導電率之一深度分佈，t係一晶圓厚度，RSP係使用渦電流技術量測之p-n接面之一有效薄片電阻。可使用該等JPV信號V1、V2、校準信號V1C、V2C及p-n接面之有效薄片電阻RSP及以下公式判定薄片電阻RS1：
圖1J繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一半導體基板之一或多個p-n接面層之一或多個特性之一方法之一流程圖170。
步驟172包含用光照明一半導體基板之一p-n接面之一表面之一照明區域。步驟173包含用照明區域內或靠近照明區域之一第一電極量測來自p-n接面之表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號。步驟174包含用靠近照明區域之一第二電極量測來自該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號。步驟175包含用照明區域外部之一參考電極量測來自p-n接面之表面之一第三區域之一第三接面光電壓信號。步驟176包含用經量測第一接面光電壓信號、經量測第二接面光電壓信號或經量測第三接面光電壓信號判定一經校正第一接面光電壓信號或一經校正第二接面光電壓信號。步驟177包含獲取第一電極之一第一校準接面光電壓信號、第二電極之一第二校準接面光電壓信號或參考電極之一第三校準接面光電壓信號。步驟178包含用經獲取第一校準接面光電壓信號、經獲取第二校準接面光電壓信號及/或經獲取第三校準接面光電壓信號判定一經校正第一校準接面光電壓信號或一經校正第二校準接面光電壓信號。步驟179包含用經校正第一接面光電壓信號、經校正第二接面光電壓信號、經校正第一校準接面光電壓信號、經校正第二校準接面光電壓信號或校準p-n接面之已知薄片電阻 判定半導體基板之p-n接面之一薄片電阻。
圖1K繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一半導體基板之一或多個p-n接面層之一或多個特性之一方法之一流程圖180。步驟182包含用光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一照明區域。步驟183包含用一第一透明電極量測來自p-n接面之第一表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號。步驟184包含用一參考電極量測來自p-n接面之一第二表面之一額外區域之一額外接面光電壓信號。步驟185包含量測與第一透明電極對應之一第一接面光電壓校準信號。步驟186包含量測與參考電極對應之一額外接面光電壓校準信號。步驟187包含用第一接面光電壓信號、額外接面光電壓信號、第一接面光電壓校準信號、額外接面光電壓信號、p-n接面之一基板之薄片電阻或p-n接面之一有效薄片電阻判定p-n接面之頂層之一薄片電阻。
圖1L至圖1N繪示根據本發明之一或多項實施例之用於量測一或多個JPV信號之一矩形照明及電極組態。在一實施例中，包含照明源107之照明單元141經組態以在p-n接面103之表面106上產生一矩形照明區域125。
在另一實施例中，第一透明電極110經組態以量測來自p-n接面表面106之一矩形第一區域之一JPV信號。在另一實施例中，第二電極111經組態以量測來自p-n接面103之表面106之一第二矩形區域之一JPV信號。在一實施例中，不透明第二電極111(例如，金屬電極)係在照明區域127外部且靠近第一透明電極110。
在一實施例中，第一透明電極110呈矩形。例如，如圖1M中所示，電極110具有一長度L1及一寬度2a，且沈積在具有一長度L(其中L>L1)及寬度2a之一透明矩形板127(例如，玻璃、石英或藍寶石板)上。在另一實施例中，第二電極111經定向平行於第一透明電極110且 與透明電極110相距一距離b。此外，第二電極111亦具有一長度L1及寬度2a。就此而言，此一組態可提供散佈在透明電極110附近之一維JPV。
在一實施例中，照明區域可具有至少四倍於照明區域之寬度之一長度。在另一實施例中，經量測矩形第一區域可具有等於照明區域之一寬度及比照明區域之長度小至少兩倍之一長度。在另一實施例中，經量測矩形第二區域之一長度及寬度實質上相同於經量測矩形第一區域之長度及寬度。
在另一實施例中，第一透明電極110光學耦合至具有實質上類似於透明板127之尺寸之一或多個光纖105。在此情況下，如圖1M中所示，該一或多個光纖105可具有L之一長度及2a之一寬度。
在另一實施例中，第一透明電極110包含安置在透明板127上之一透明導電材料。例如，透明電極110可包含(但不限於)沈積在透明電極110上之一TCO塗層。例如，TCO可包含(但不限於)一導電銦錫氧化物(ITO)塗層、一鋁摻雜ZnO塗層、一鋁塗層等等。
在另一實施例中，如圖1L中所示且如本文先前描述，矩形透明電極110及矩形不透明電極110可由一第四電極122包圍，容許判定p-n接面之分流電阻，如遍及本發明所描述。
在一實施例中，系統100可包含一第一透明板125及一第二透明板。本文中應注意，可藉由包含位於透明電極110與不透明電極111對置之側上之一相似透明板125而使來自不透明第二電極111之JPV信號增加，其中第二透明板125光學耦合至一分叉光纖105及照明源107。
在另一實施例中，矩形照明區域127可經定向使得矩形照明區域127之長度實質上平行於基板102之一邊緣之一最近切線。
圖1N繪示相對於基板102之邊緣128之電極組態。在圖1N中，c表示照明區域125a及照明影像125b之邊緣與基板邊緣128之間之距離。 本文中應注意，照明區域125a及照明區域影像125b相對於邊緣128對稱。本文中應注意，在其中一JPV探針在一晶圓邊緣附近以實施邊緣校正之情況下，此數學成像方法可用於JPV信號之校正。
在另一實施例中，控制器121經組態以調整由照明源107發射之強度調變光之一調變頻率以使來自第二矩形電極111之第二接面光電壓信號之一衰減達到一選定衰減位準或一選定衰減位準以上。在另一實施例中，控制器121經組態以用經量測第一接面光電壓信號、經量測第二接面光電壓信號、p-n接面之一電容或矩形照明區域相距半導體基板之一邊緣之一距離之至少一者判定p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
應進一步注意，在圖1L至圖1N之電極/照明組態之背景中，控制器121亦可施加遍及本發明描述之各種校準、校正、排除或分流電阻計算程序之一或多者。
本文中應注意，系統100可具有如圖1L至圖1N中所示之一矩形電極組態，以分析其中p-n接面103之薄片電阻為高之情況。此外，如圖1L至圖1N中所示之矩形電極組態可併有本文先前描述之邊緣排除校正技術(參見等式1至8)。在其中透明電極110及不透明電極111呈矩形之情況下，來自透明電極110之JPV信號之量值V1及來自不透明電極111之JPV信號之量值V2可表達為：
其中k被寫作：
其中Φ 0 表示總的光通量。進一步言之，p-n接面之電容Cpn係由以下項給定：
其中ε S 及ε 0 分別係真空之介電常數及半導體材料之介電常數，且d係p-n接面空乏區域之厚度。在LED結構之情況下，d係在相關聯之量子井內作用區域之厚度。在一實施例中，可經由頻率足夠高以使p-n接面電導之影響降低在一選定臨限值以下之光調變提供精確量測。在另一實施例中，可使用連接至晶圓夾盤104之一信號產生器校準取決於前置放大器112及113之放大增益之常數C 1 及C 2 。
在另一實施例中，如圖1N中描繪，可使用一影像方法實施一邊緣排除校正。在其中施加一邊緣排除校正之情況下，來自透明電極110之JPV信號V1C及來自不透明電極111之JPV信號V2C可由以下項表示：
此外，可使用來自電極116之一偏移電壓JPV信號V3經由以下項判定電極110及111之經校正JPV信號：
其中S1、S2、S3係電極110、111及116之面積。例如，在GaInN或AlGaInP LED之情況下，p-n接面之電容係由未摻雜作用層之厚度d予以判定且可再次使用以下公式予以判定：
在一實施例中，可使用獲自具有一已知薄片電阻RSC1之一校準p-n接面之經校正JPV信號V1CCor及V2CCor藉由以下關係式而判定p-n接面之電容Cpn：
進一步言之，可使用經量測電容Cpn及來自經量測p-n接面之JPV信號V1M、V2M、V3M及以下關係式求得經量測或受測試p-n接面103之頂部p-n接面層薄片電阻RS1：
其中V1MCor、V2MCor表示來自本文先前描述之(48)及(49)之經校正光電壓信號。
圖1O繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測具有一矩形照明區域之一或多個p-n接面之一或多個特性之方法之一流程圖190。步驟192包含用一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一表面之一矩形照明區域。步驟193包含用一第一透明電極量測來自矩形照明區域內之p-n接面之表面之一矩形第一表面之一第一接面光電壓信號。步驟194包含用一第二電極量測來自p-n接面之表面之一矩形第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二電極在照明區域外部且橫向靠近照明區域。步驟195包含調整強度調變光之調變頻率以使第二接面光電壓信號之一衰減達到一選定衰減位準或一選定衰減位準以上。步驟196包含用經量測第一接面光電壓信號、經量測第二接面光電壓信號、p-n接面之一電容或矩形照明區域相距半導體基板之一邊緣之一距離判定p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
圖2A至圖2C繪示根據本發明之一或多項實施例之裝備有一透鏡202以形成一環型照明區域之系統100。在一實施例中，如圖2A中所示，透鏡202經組態以將照明源107之輸出耦合至p-n接面103之表面106。在另一實施例中，使用一或多個不透明電極111用以在p-n接面103之第一表面之一或多個照明區域A1內形成一或多個陰影區域A2。 在另一實施例中，使用一或多個透明電極110用以在p-n接面103之第一表面上形成一或多個照明區域A1。在另一實施例中，環型照明區域可形成在不透明電極111與不透明包圍電極122之間(本文先前描述)。
本文中應注意，此一組態有用於對具有極大薄片電阻之層(諸如(但不限於p-GaN層))實行非接觸式薄片電阻量測。
在一實施例中，該一或多個照明區域A1涵蓋該一或多個陰影區域A2。在一或多項實施例中，該一或多個陰影區域A2之一些可涵蓋一或多個照明區域A1。在另一實施例中，該一或多個照明區域A1包含一第一照明區域及一第二照明，其中第二照明區域包圍第一照明區域。在另一實施例中，一陰影區域位於第一照明區域與第二照明之間。本文中應注意，可經由一對應透明電極110(例如，經TCO塗佈之透明基板)及/或不透明電極111(例如，金屬電極)配置實施各個照明區域/陰影區域組態。
在一實施例中，如圖2B中所示，一不透明圓盤狀電極111由一透明環狀電極110包圍。進一步言之，一環狀第三電極122可包圍兩個電極110及111兩者。例如，如圖2B中所示，不透明圓盤狀電極111可具有一半徑r0，而包圍環狀電極110具有r1之一內徑及r2之一外徑，且額外不透明電極122(用於偵測照明區域外部之JPV信號)具有一外徑r5，其中r0<r1<r2<r5。
在一實施例中，如圖2C中所示，一不透明環狀電極111位於一第一透明環狀電極110A與一第二圓盤狀電極110B之間。此外，一環狀第三電極122可包圍電極110A、110B及111。例如，如圖2C中所示，透明圓盤狀電極110B可具有一半徑r0，包圍環狀不透明電極111具有r1之一內徑及r2之一外徑，外部不透明環狀電極110A具有r3之一內徑及r4之一外徑，且額外不透明電極122具有一外徑r5，其中 r0<r1<r2<r3<r4<r5。
應進一步注意，在圖2A至圖2C之電極/照明組態之背景中，控制器121亦可施加遍及本發明描述之各種校準、校正、邊緣排除或分流電阻計算程序之一或多者。
在另一實施例中，控制器121可使用來自包含一或多個透明電極110之第一JPV量測單元142、包含一或多個不透明電極111之第二JPV量測單元143、包含一或多個不透明電極122之額外JPV量測單元145之一或多個量測，以判定p-n接面103之一或多個特性。本文中進一步描述使用JPV量測判定之各種特性。
圖2D繪示根據本發明之一或多項實施例之對於不同電極122半徑(REL=r5)而言之來自電極110、111及122之JPV信號之總和之頻率相依性之一圖表220。推導出曲線221至223，假設每單位面積之一p-n接面電容Cp-n=10-7F/cm2，一p-n接面分流電阻RSH=107ohm cm2，一p型層106薄片電阻RS 5*105Ohm/sq，其等對於GaN LED結構而言係典型的。參見(例如)S.W.Lee等人在2006年發表的《Appl.Phys.Lett.,89,132117》；C.H.Cuo等人在2002年發表的《IEEE Electron.Dev.Lett.,23,240》。在模擬曲線221至223時，假設光束半徑r0=0.35cm且晶圓半徑RW=7.5cm。對於一電極半徑REL=0.35，曲線221表示依據光調變頻率變化之信號總和Vsum。曲線222對應於REL=1cm之一電極半徑且曲線223對應於REL=8cm之一電極半徑。虛線224表示曲線223的截止頻率FC=0.12Hz。
圖2E繪示根據本發明之一或多項實施例之來自電極110、111、112之總和VSUM信號之經模擬二維(2D)JPV瞬態(呈對數標度衰減)依據電極122之外徑REL=r5(遵循一短的光脈衝)變化之一圖表225。推導出曲線226至229，假設每單位面積之一p-n接面電容Cp-n=10-7F/cm2，一p-n接面分流電阻RSH=107ohm cm2，一p型層106薄片電阻RS 5*105 Ohm/sq，其等再次對於GaN LED結構而言係典型的。在模擬曲線226至229時，假設光束半徑r0=0.35cm且晶圓半徑RW=7.5cm。對於一電極半徑REL=1cm，曲線226表示由電極110、111及122量測之Vsum瞬態。曲線227對應於REL=3cm之一電極半徑。曲線228對應於REL=5cm之一電極半徑，且曲線229對應於REL=8cm之一電極半徑，這與一維模擬一致。
本文中應注意，運用等式(1至8)，由以下項給定與圖2A至圖2C中描繪之系統100之實施例(有用於高的薄片電阻量測)相關聯之來自透明環狀電極110之JPV信號之量值V1及來自不透明圓盤電極111之JPV信號之量值V2：
其中
I 0 (z)、I 1 (z)係第一種類的修改貝索函數；K 0 (z)、K 1 (z)係第二種類的修改貝索函數；Φ 0 係總的光通量。
可使用以下公式判定p-n接面之電容：
其中ε S 、ε 0 係真空及半導體材料之介電常數，且d係p-n接面空乏區域之厚度。在LED結構之情況下，d再次係在相關聯之量子井內作用區域之厚度。本文中應注意，為改良量測精確度，光調變頻率應足夠高以使p-n接面電導之影響降低在一選定位準以下，且可使用信號產生器119及開關210校準再次取決於前置放大器114及115之放大增益之常數C 1 及C 2 。
在圖2C中描繪之探針組態之情況下，可使用額外關係式。在此情況下，基於等式(1至8)，由以下項提供來自透明電極110A及110B之JPV信號之量值V1=V11+V12+V31+V32及來自不透明電極111之JPV信號之量值V2=V21+V22：
其中Φ r 及Φ d 係自環狀電極110A及圓盤電極110B引導至晶圓102上之光通量。
在其中Gp-n<<2πfCp-n之情況下，可由控制器121使用經量測JPV信號V1、V2、p-n接面之電容(58)及圖2B處描繪之電極組態之公式(55)及(56)或圖2C中描繪之電極組態之公式(59)至(64)以及(57)判定頂層106之薄片電阻。
此外，可使用一校準程序以判定p-n接面電容。此程序包含用已知薄片電阻RSC量測用於一校準晶圓之V1C、V2C及使用圖2B中描繪之電極組態之(55)及(56)或圖2C中描繪之電極組態之(59)至(64)以及(57)計算p-n接面電容。假設p-n接面空乏區域之厚度且因此p-n接面之電容對於經量測晶圓而言係相同的，可使用電容值計算經量測層106之薄片電阻。
此外，可使用來自電極106之偏移電壓JPV信號V3及以下公式判定來自電極110及111之JPV信號之經校正JPV信號：
其中S1、S2、S3係電極110、111及116之面積。
在GaInN或AlGaInP LED之情況下，pn接面之電容再次係由未摻雜作用層之厚度d予以判定且再次可使用以下公式予以判定：
其中ε S 及ε 0 係半導體材料及真空之介電常數。可使用對一校準p-n接面量測之經校正JPV信號V1CCor、V2CCor與已知薄片電阻RSC1以及以下關係式而判定p-n接面之電容Cpn：
基於經量測電容Cpn及對受測試p-n接面之經量測JPV信號V1M、V2M、V3M，可使用以下項判定薄片電阻RS1：
其中V1MCor、V2MCor表示基於公式(65)及(66)之經校正光電壓。
根據公式(57)，在其中p-n接面之電導為大(G p-n >2πfC p-n )之情況下，應針對薄片電阻之精確量測而量測p-n接面電導G p-n 。接著應可在公式(57)中使用G p-n 以使用等式(68)及(70)計算Rs。在此情況下，該程序亦可包含量測p-n接面電導。如下文將展示，可使用頻率相依性JPV或脈衝照明及使用覆蓋散佈的JPV區域之一大的JPV探針之瞬態方法精確地量測p-n接面電導。此程序可使用量測來自全部電極110、111、122(圖1A至圖2C)之至少兩種不同頻率的JPV信號之總和VSUM=V1+V2+V3(其中V3係來自外部電極122)(或在脈衝照明之下藉由 分析來自全部電極之JPV信號之總和VSUM之衰減信號之切線使用該量測)。
如圖2D處所示，描繪模擬曲線221、222及223，電極半徑r5之一增加導致增加量VSUM(f)對光調變頻率之相依性，且當r5=REL>RW時導致出現一明確的截止頻率fC 224，其中RW係晶圓102之半徑。在其中電極122之半徑r5大於晶圓102之半徑RW(r5>RW)之情況下，依據光調變頻率變化之JPV信號係：
其中截止頻率fC=G p-n /(2πC p-n )。使用頻率f1及f2之JPV信號之經量測總和VSUM1及VSUM2以及公式(19)，p-n接面電導可判定為：
在光脈衝之下，亦可使用系統100及JPV瞬態之總和VSUM(t)之量測來判定接面電導。如圖2E中所示，在其中電極之直徑大於晶圓之直徑之情況下，呈對數標度229之JPV衰減係由一維解予以判定。若REL<RW(曲線226、227及228)，則亦由一維解及Gp-n=RSH -1判定衰減之初始部分(較低，t<tM)，但是若t>tM，則衰減亦取決於薄片電阻RS。若電極之直徑小於晶圓之直徑，則可由曲線VSUM(t)227及228之呈對數標度之切線229(Tan(t)=A+B(t-t0))之斜率B(JPV衰減在t=0時的相交初始值)判定RSH：
切線方法及公式(74)亦可用於用不受電極尺寸限制之空間解析度測繪分流電阻及p-n接面電導。
量測退火之前及之後的不同GaN LED結構之一頂部p型Mg摻雜層之薄片電阻。已得出經退火晶圓之此層之薄片電阻之典型值係在 0.2*106Ohm/sq至106Ohm/sq之範圍中，且未經退火晶圓之此層之薄片電阻之典型值係約107Ohm/sq。
圖2F繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之一方法230之一流程圖。步驟232包含用一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。步驟233包含在p-n接面之第一表面之一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。步驟233包含用一第一透明電極及/或一額外透明電極量測來自照明區域內之p-n接面之第一表面之一第一區域及/或一額外區域之一第一接面光電壓信號。步驟234包含用一第二不透明電極量測來自p-n接面之第一表面之一陰影區域內之p-n接面之第一表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號，第二不透明電極由至少第一透明電極包圍。步驟235包含用經量測第一接面光電壓信號、經量測第二接面光電壓信號或p-n接面之一空乏寬度判定p-n接面之一頂層之一薄片電阻或p-n接面之一分流電阻。
圖2G繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之一方法240之一流程圖。步驟241包含用一第一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。步驟242包含在p-n接面之第一表面之一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。步驟243包含在第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。步驟244包含在第一調變頻率下用一或多個不透明電極量測來自一或多個陰影區域內之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。步驟245包含在第一調變頻率下用一或多個第三電極量測來自一或多個照明區域外部之p-n接面之第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號。步驟246包含用一第二調 變頻率的強度調變光照明p-n接面之第一表面之一表面之一或多個照明區域。步驟247包含在第二調變頻率下用一或多個透明電極量測來自一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號。步驟248包含在第二調變頻率下用一或多個不透明電極量測來自一或多個第二區域之一額外第二接面光電壓信號。步驟249包含在第二調變頻率下用一或多個第三電極量測來自一或多個第三區域之一額外第三接面光電壓信號。步驟250包含判定p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
圖2H繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之一方法260之一流程圖。步驟261包含用一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。步驟262包含在p-n接面之第一表面之一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。步驟263包含用一或多個透明電極量測來自一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。步驟264包含用一或多個不透明電極量測來自一或多個陰影區域內之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。步驟265包含用一或多個第三電極量測來自一或多個照明區域外部之p-n接面之第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號。步驟266包含用脈衝光照明p-n接面之第一表面之一或多個照明區域。步驟267包含量測來自一或多個第一區域之一額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、來自一或多個第二區域之一額外脈衝誘發第二接面光電壓信號及來自一或多個第三區域之一額外脈衝誘發第三接面光電壓信號之一總和之一衰減曲線。步驟268包含基於經量測衰減曲線判定一p-n接面電導。步驟269包含判定p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
圖2I繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之一方法270之一流程圖。步驟271 包含用一第一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。步驟272包含在p-n接面之第一表面之一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域。步驟273包含在第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。步驟274包含在第一調變頻率下用一或多個第二電極量測來自一或多個照明區域外部之p-n接面之第一表面之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。步驟275包含在第一調變頻率下用一或多個第三電極量測來自一或多個照明區域外部之p-n接面之第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號。步驟276包含用一第二調變頻率的強度調變光照明p-n接面之第一表面之一或多個照明區域。步驟277包含在第二調變頻率下用一或多個透明電極量測來自一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號。步驟278包含在第二調變頻率下用一或多個第二電極量測來自一或多個第二區域之一額外第二接面光電壓信號。步驟279包含在第二調變頻率下用一或多個第三電極量測來自一或多個第三區域之一額外第三接面光電壓信號。步驟280包含判定p-n接面之一分流電阻。步驟281包含判定p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
圖2J繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之一方法230之一流程圖。步驟291包含用一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。步驟292包含用一或多個透明電極量測來自一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。步驟293包含用一或多個第二電極量測來自一或多個照明區域外部之p-n接面之第一表面之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號。步驟294包含用一或多個第三電極量測來自一或多個照明區域外部之p-n接面之第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號。步驟295 包含用脈衝光照明p-n接面之第一表面之一或多個照明區域。步驟296包含量測來自一或多個第一區域之一額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、來自一或多個第二區域之一額外脈衝誘發第二接面光電壓信號或來自一或多個第三區域之一額外脈衝誘發第三接面光電壓信號之一總和之一衰減曲線。步驟297包含基於經量測衰減曲線判定一p-n接面電導。步驟298包含判定p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
圖3A至圖3C繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之一系統300。例如，系統300可用以量測一p-n接面102之電導、洩漏電流或分流電阻Rsh。本文中應注意，除非另有提及，否則關於與系統100(及相關方法)相關聯之各項實施例、程序及組件之先前描述應被解譯為擴展至系統300。
在一實施例中，系統300包含適用於緊固基板102之一接地夾盤104，如本文先前所描述。在另一實施例中，系統300包含一JPV量測單元301及一透明電極302。在另一實施例中，透明電極302經定位靠近包含具有薄片電阻Rs1之一摻雜層106之半導體基板102。
在另一實施例中，透明電極透過一光纖束105(或透鏡)而與照明源107(例如，LED或雷射二極體)光學耦合。在另一實施例中，照明源107耦合至一照明源驅動器108(例如，LED驅動器)。在另一實施例中，一信號產生器109用以將一調變或脈衝信號供應給照明源驅動器108。在另一實施例中，光纖束105(或透鏡)及光源107可在x方向及y方向上致動。在一實施例中，系統300包含兩個線性級以提供沿x方向及y方向兩者之線性運動(例如，線性掃描)。在另一實例中，系統300包含一旋轉級及一線性級以提供沿r、θ方向之運動控制(例如，螺旋掃描)。就此而言，系統300可在跨晶圓102之多個點處掃描晶圓102，藉此形成p-n接面電導之一測繪。此程序尤其有用，這係因為其容許在不移動電極302及晶圓102的情況下產生一電導測繪。
在另一實施例中，夾盤104可在x方向及y方向上致動以在提供晶圓102之不同部位處之量測，容許系統300測繪晶圓102之p-n接面電導。在另一實施例中，電極302連接一前置放大器303，如本文先前描述，前置放大器303耦合至一信號解調變器或脈衝瞬態偵測器305。在另一實施例中，如本文先前描述，產生器109及解調變器305通信地耦合至控制器121。
在另一實施例中，系統300包含一產生器及電力開關，如本文先前描述，可包含可選擇地將夾盤104連接至電接地或信號產生器之一產生器及電力開關。在另一實施例中，系統300可包含一額外透明電極304，其導電且經接地以降低寄生電信號。在一實施例中，電極302及電極304可包含安置在一透明板(例如，玻璃、石英或藍寶石板)之底表面及頂表面上之一導電TCO塗層，諸如(但不限於)ITO或Al：ZnO塗層(即，一單板之各側上之一導電塗層)。在另一實施例中，電極302及電極304可形成於單獨透明板上。透明電極302及/或透明電極304可呈現此項技術中已知的任何形狀，諸如(但不限於)一圓盤形狀、一正方形、一矩形、一橢圓形、一環狀、一多邊形等等。
圖3B至圖3C描繪根據本發明之一或多項實施例之相對於晶圓直徑及樣本尺寸之一組非限制JPV探針尺寸。例如，如圖3B中所示，透明電極302之電極半徑REL大於光束125(即，照明區域)之半徑r0且小於晶圓102之半徑RW。舉另一實例而言，如圖3C中所示，透明電極302之電極半徑REL大於光束125之半徑r0及晶圓102之半徑RW兩者。
圖3D至圖3F繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測裝備有一振動電極302之一或多個p-n接面之一或多個特性之系統300。在一實施例中，系統300之透鏡105大於電極302，這提供照明區域內部之JPV信號之簡單直接量測。在一實施例中，電極302經組態以在z方向上振動。就此而言，電極可以一克耳文探針組態操作，提 供表面電位之dc量測。
圖3E至圖3F描繪根據本發明之一或多項實施例之相對於晶圓直徑及樣本尺寸之一組非限制JPV探針尺寸。例如，如圖3E中所示，透明電極302之電極半徑REL小於光束125(即，照明區域)之半徑r0且小於晶圓102之半徑RW。舉另一實例而言，如圖3F中所示，透明電極302之電極半徑REL小於光束125之半徑r0且光束之半徑r0大於晶圓102之半徑RW。
圖3G繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測包含一或多個可旋轉鏡309之一或多個p-n接面之一或多個特性之系統300。在一實施例中，系統300包含一或多個可旋轉鏡309，其(其等)經配置以提供使照明光束125掃描橫跨晶圓102之表面106。例如，可旋轉鏡309可受控於控制器121以使光束125依一選定圖案在x方向及y方向上進行掃描，容許系統300測繪依據x位置及y位置變化之p-n接面103之電導。
圖3H繪示根據本發明之一或多項實施例之用於非接觸式量測包含具有一組光纖通孔105a至105c之一大的不透明電極302之一或多個p-n接面之一或多個特性之系統300。在一實施例中，不透明電極302具有大於晶圓直徑之電極直徑。例如，不透明電極302可呈現此項技術中已知的任何形狀，諸如(但不限於)一圓盤形狀、一正方形、一矩形、一橢圓形、一多邊形等等。在另一實施例中，系統300包含一組光纖107a至107c，其中該組光纖之各者耦合至該組照明源107a至107c(例如，該組LED、雷射二極體等等)之一者。進一步言之，該組光纖107a至107c之各者之輸出耦合至半導體結構102。本文中應注意，圖3H之組態可藉由切換照明源107a至107c而提供在晶圓102上之多點(例如，5個或更多個點)處p-n接面電導之量測。
圖3I描繪具有五個光纖105a至105e之不透明電極302之一俯視 圖。本文中應注意，預期圖3H中描繪之實施例可包含5個或更多個光纖及5個或更多個照明源。本文中應注意，為清楚之目的，圖3H之側視圖僅描繪3個光纖及光源。在另一實施例中，系統300可包含用於降低寄生電信號之一額外不透明電極304。
p-n接面電導或分流電阻之量測之基礎係搭配一大的透明電極302(例如，參見圖3A)使用晶圓102之p-n接面103中之過量載流子之光致激發及後續監控至少兩種光調變頻率(f=f1及f=f2)之JPV信號V(f)或回應於脈衝光之JPV瞬態V(t)。
使用等式(1至8)，對於半徑REL小於晶圓半徑RW之一電極，由以下項給定來自透明電極302之依據頻率f變化之JPV信號之量值：
其中
其中I 0 (z)、I 1 (z)再次係第一種類的修改貝索函數；K 0 (z)、K 1 (z)係第二種類的修改貝索函數；Φ 0 係總的光通量。
若Abs(k-1)<<RW，則可使用簡化的關係式判定信號：
可使用以不同頻率f1及f2量測之JPV信號Vf1及Vf2、薄片電阻RS、基板(吸收體)摻雜NA、公式(75)或(77)及以下等式判定p-n接面電導：
其中NA表示基板摻雜，NV係導電帶中之狀態密度，Eg係帶隙，且ε S 、ε 0 再次係真空及半導體之介電常數。在p-i-n結構(例如，GaN LED結構)之情況下，C pn =ε S ε 0 /d，其中d係i作用層之厚度。
在其中電極為大且kREL>>1之情況下，當電極覆蓋JPV區域(或REL>RW)時，公式(9)及(11)將類似於一維情況：
在此情況下，頻率相依性V(f)類似於一維情況，且可使用一截止頻率f C =G pn /(2πC pn )加以描述。如圖2A(曲線221、222及223)中所示，電極半徑之一增加導致增加JPV V(f)對光調變頻率之相依性，且出現一明確的截止頻率fC 224。當REL>RW時，此行為類似於由上述公式(14)及(15)描述之一維情況。若REL<RW，則公式(80)或(81)可用於計算Rsh。
當REL>RW時，可使用公式(頻率f1及f2之JPV信號V1及V2)以及以下公式計算p-n接面電導：
可使用系統300及JPV瞬態之量測透過施加由以下項定義之光脈衝判定接面電導且因此判定分流電阻：若t<0且t>t 0 ，則Φ=0；且若0<t<t 0 ，則Φ=Φ 0 。其中t 0 係脈衝之持續時間。
若電極覆蓋JPV區域、整個p-n接面或晶圓，則基於奧斯特羅格拉茨基-高斯(Ostrogradski-Gauss)理論及等式(1)：
其中
其中S及l分別係電極之面積及直徑，且n係垂直於電極之周長之 向量。
等式(84)之解提供：
其中τ=C pn /G pn ，V 0 =q(1-R)ηΦ 0 G pn ，t0係光脈衝之持續時間。
如圖2E中所示，在其中電極之直徑大於晶圓之直徑之情況下，JPV衰減呈對數標度229且係由一維解(87)予以判定。若REL<RW(例如，曲線227及228)，則由一維解(87)及RSH判定衰減之初始部分(較低，t<tM)，但是若t>tM，則衰減亦取決於薄片電阻RS。若電極之直徑小於晶圓JPV之直徑，則可由曲線JPV(t)227及228之切線229(Tan(t)=A+B(t-t0))之斜率B(相交初始值JPV(t=0))判定RSH：
此切線方法及公式(87)亦可用於用不受電極尺寸限制之空間解析度測繪分流電阻及p-n接面電導。例如，如圖3J中所示，對於REL=7cm，晶圓(其中晶圓的中間1cm區域中的分流電阻較低)之2D模擬等式曲線346之切線與一維衰減348重合，對應於局部分流電阻RSH=0.25*106Ohm*cm2。
圖3K繪示類似於圖3D至圖3F中描繪之具有小的電極REL=0.35cm及覆蓋晶圓之大的照明區域r0>RW之組態之一空間解析度。如圖3K中所示，晶圓(其中晶圓的中間1cm區域中的分流電阻較低)之2D模擬等式(1)曲線354之切線與一維衰減356重合，對應於局部分流電阻RSH=0.25*106Ohm*cm2。具有均勻的RSH=107Ohm*cm2 JPV衰減之一晶圓與一維情況一致，對應於曲線352。
量測退火之前及之後的不同GaN LED結構之一頂部p型Mg摻雜層之薄片電阻。已得出經退火晶圓之層之薄片電阻之典型值係在0.2*106Ohm/sq至106Ohm/sq之範圍中，且未經退火晶圓之層之薄片 電阻之典型值係約107Ohm/sq。
圖3L描繪一圖表360，其繪示四個GaInN晶圓之實驗JPV In(V(t))瞬態曲線362、364、366及368之實例。使用曲線362、364、366及368之切線361、363、365、367以及Cpn=10-7F/cm2之一假設電容值以及公式(88)，量測晶圓之分流電阻，提供以下項：對於曲線362，RSH=0.42*106Ohm*cm2；對於曲線364，RSH=0.645*106Ohm*cm2；對於曲線366，RSH=1.14*106Ohm*cm2；且對於曲線368，RSH=1.96*106Ohm*cm2。
圖3M繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於判定一p-n接面中之電導之一流程圖370。步驟372包含用一第一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域，該強度足以建立一接面光電壓信號與相關聯之光通量之間之一實質上線性關係。步驟373包含在第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自覆蓋一或多個照明區域之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號。步驟374包含用一第二調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域。步驟375包含在第二調變頻率下用一或多個透明電極量測來自一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號。步驟376包含用第一接面光電壓信號、額外第一接面光電壓信號、p-n接面之一頂層之一薄片電阻或p-n接面之一電容判定一p-n接面電導。
圖3N繪示描繪根據本發明之一或多項實施例之用於判定一p-n接面中之電導之一流程圖380。步驟380包含用脈衝光照明一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域，該強度足以建立一接面光電壓信號與相關聯之光通量之間之一實質上線性關係。步驟382包含用一或多個透明電極量測來自覆蓋p-n接面之第一表面之一或多個照明區域之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號之一衰減瞬態。步驟386 包含用第一接面光電壓信號之經量測衰減瞬態或p-n接面之一電容判定一p-n接面電導。
進一步認知，控制器121可執行遍及本發明描述之各種方法之任一者之一或多個步驟。就此而言，所揭示方法可實施為一組程式指令。進一步言之，應瞭解所揭示方法中之步驟之特定順序及階層係例示性方法之實例。基於設計偏好，應瞭解該方法中之步驟之特定順序及階層可經重新配置並同時保持在本發明之範疇及精神內。隨附方法申請專利範圍以一樣本順序呈現各個步驟之要素且不一定意欲限於所呈現之特定順序或階層。
在一實施例中，控制器包含一或多個處理器及記憶體(例如，非暫時記憶體)。控制器121之一或多個處理器可包含此項技術中已知之任何一或多個處理元件。一般而言，術語「處理器」可經廣義定義以涵蓋具有一或多個處理元件之任意器件，處理元件執行來自一非暫時記憶體媒體之程式指令。一或多個處理器可包含經組態以執行軟體演算法及/或程式指令之任何微處理器型器件。在一實施例中，一或多個處理器可包含一桌上型電腦、大型電腦系統、工作站、影像電腦、並行處理器或經組態以執行經組態以操作系統100及/或600之一組程式指令之其他電腦系統(例如網路電腦)之任一者，如遍及本發明所描述。應認知，可藉由一單一控制器或(替代地)多個控制器實行遍及本發明所描述之步驟。記憶體可包含此項技術中已知適用於儲存可由控制器121之相關聯之一或多個處理器執行之程式指令之任何儲存媒體。例如，記憶體可包含(但不限於)一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體器件(例如磁碟)、一磁帶、一固態磁碟等等。在另一實施例中，在本文中應注意，記憶體經組態以儲存來自系統100及/或600之各個子系統之一或多者之一或多個結果。在另一實施例中，可相對於處理器及控制器121之實體位置而遠端定位記憶 體。例如，控制器121之一或多個處理器可存取可透過一網路(例如，網際網路、內部網路等等)存取一遠端記憶體(例如伺服器)。
本文中描述之全部方法可包含將該等方法實施例之一或多個步驟的結果儲存在一儲存媒體中。該等結果可包含本文中描述結果之任一者，且可以此項技術中已知的任何方式儲存。該儲存媒體可包含本文中描述之任何儲存媒體或此項技術中已知的任何其他合適的儲存媒體。在該等結果已被儲存之後，該等結果可存取於該儲存媒體中且被本文中描述之方法或系統實施例之任一者使用，經格式化以對一使用者顯示，被另一軟體模組、方法或系統使用等等。此外，該等結果可被「永久」儲存、「半永久」儲存、暫時儲存或儲存一段時間。例如，該儲存媒體可為隨機存取記憶體(RAM)，且該等結果未必無限期地存留於該儲存媒體中。應進一步預期，上文描述之方法之實施例之各者可包含本文中描述之任何其他方法的任何其他步驟。此外，上文描述之方法之實施例之各者可由本文中描述之系統之任一者執行。
熟習此項技術者將明白，存在可藉由其而實現本文中描述之程序及/或系統及/或其他技術之各種工具(例如，硬體、軟體及/或韌體)，且較佳的工具將隨著該等程序及/或系統及/或其他技術部署所處的背景而變化。例如，若一實施者判定速度及精確度最為重要，則該實施者可選擇一主要是硬體及/或韌體的工具；替代地，若靈活性最為重要，則該實施者可選擇一主要是軟體的實施方案；再或者，該實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之某個組合。因此，存在可藉由其而實現本文中描述之程序及/或器件及/或其他技術之若干可行工具，該等工具之任一者本質上並不優於其他工具，因為待使用之任何工具係取決於該工具部署所處之背景及該實施者之特定考量因素(例如，速度、靈活性或可預測性)的一選擇，該等背景及考量因素之任一者可能變化。熟習此項技術者將認知實施方案之光學態樣將通常採用經 光學定向之硬體、軟體及或韌體。
據信，藉由以上描述將瞭解本發明及其許多伴隨優點，且將明白，在不脫離所揭示之標的物的情況下或不犧牲其全部材料優點之情況下，可在組件之形式、構造及配置上進行各種變化。所描述之形式僅為解釋性，且下列申請專利範圍之意圖係涵蓋且包含此等變化。此外，應瞭解，本發明係由隨附申請專利範圍定義。
170‧‧‧流程圖
172‧‧‧步驟
173‧‧‧步驟
174‧‧‧步驟
175‧‧‧步驟
176‧‧‧步驟
177‧‧‧步驟
178‧‧‧步驟
179‧‧‧步驟

Claims (125)

  1. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之一p-n接面之一表面之一照明區域；用一第一電極量測來自該p-n接面之該表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號，該第一電極靠近該p-n接面之該表面，該第一區域在該照明區域內或橫向靠近該照明區域；用一第二電極量測來自該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二電極靠近該p-n接面之該表面，該第二區域橫向靠近該照明區域；用一參考電極量測來自該p-n接面之該表面之一第三區域之一第三接面光電壓信號，該參考電極靠近該p-n接面之該表面，該第三區域在該照明區域外部；用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號或來自該參考電極之該經量測第三接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一接面光電壓信號或一經校正第二接面光電壓信號之至少一者；獲取來自一校準p-n接面之該第一電極之一第一校準接面光電壓信號、來自該校準p-n接面之該第二電極之一第二校準接面光電壓信號或來自該校準p-n接面之該參考電極之一第三校準接面光電壓信號之至少一者，該校準p-n接面具有一已知薄片電阻；用該經獲取第一校準接面光電壓信號、該經獲取第二校準接面光電壓信號或來自該參考電極之該經獲取第三校準接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一校準接面光電壓信號或一 經校正第二校準接面光電壓信號之至少一者；及用該經校正第一接面光電壓信號、該經校正第二接面光電壓信號、該經校正第一校準接面光電壓信號、該經校正第二校準接面光電壓信號或該校準p-n接面之該已知薄片電阻之至少一者判定該p-n接面頂層之一薄片電阻。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括：量測來自該p-n接面之該表面之一第四區域之一第四接面光電壓信號，該第四區域涵蓋該p-n接面之該第一區域或該p-n接面之該第二區域之至少一者。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包括：將該第一接面光電壓、該第二接面光電壓及該第四接面光電壓相加以形成一加總接面光電壓信號。
  4. 如請求項3之方法，其進一步包括：基於該加總接面光電壓信號之該頻率相依性判定該p-n接面之一分流電阻。
  5. 如請求項3之方法，其進一步包括：基於經由脈衝光產生之該加總接面光電壓信號之衰減判定該p-n接面之一分流電阻。
  6. 如請求項1之方法，其中該用一第一電極量測來自該p-n接面之該表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號包括：用一第一透明電極量測來自該p-n接面之該表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號，該第一區域實質上與該照明區域共同延伸。
  7. 如請求項1之方法，其中該用一第一電極量測來自該p-n接面之該表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號包括：用一第一不透明電極量測來自該p-n接面之該表面之一第一區 域之一第一接面光電壓信號，該第一區域與在該照明區域外部且靠近該照明區域之一區域共同延伸。
  8. 如請求項1之方法，其中該用一第二電極量測來自該p-n接面之該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號包括：用一第二不透明電極量測來自該p-n接面之該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二區域與在該照明區域外部且靠近該照明區域之一區域共同延伸。
  9. 如請求項1之方法，其中用一第二電極量測來自該p-n接面之該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號包括：用一第二不透明電極量測來自該p-n接面之該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二電極與該第一電極同心。
  10. 如請求項1之方法，其中該獲取來自一校準p-n接面之該第一電極之一第一校準接面光電壓、來自該校準p-n接面之該第二電極之一第二校準接面光電壓或來自該校準p-n接面之該參考電極之一第三校準接面光電壓之至少一者包括：用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之該校準p-n接面之一表面之一照明區域；用該第一電極量測來自該校準p-n接面之該表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號；用該第二電極量測來自該校準p-n接面之該表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號；及用該參考電極量測來自該校準p-n接面之該表面之一第三區域之一第三接面光電壓信號。
  11. 如請求項1之方法，其中該經校正第一接面光電壓信號被判定為：
  12. 如請求項1之方法，其中該經校正第二接面光電壓信號被判定為：
  13. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一照明區域；用經定位靠近該p-n接面之該第一表面之一第一透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號；用經定位靠近該p-n接面之一第二表面之一參考電極量測來自該p-n接面之該第二表面之一額外區域之一額外接面光電壓信號；量測與該第一透明電極之至少一者對應之一第一接面光電壓校準信號；量測與該參考電極對應之一額外接面光電壓校準信號；及用該第一接面光電壓信號、該額外接面光電壓信號、該第一接面光電壓校準信號、該額外接面光電壓信號、該p-n接面之一基板之該薄片電阻或該p-n接面之一有效薄片電阻之至少一者判定該p-n接面之該頂層之一薄片電阻。
  14. 如請求項13之方法，其中該第一表面係該p-n接面之一摻雜層之一正表面。
  15. 如請求項13之方法，其中該第二表面係該p-n接面基板之一背表面。
  16. 如請求項13之方法，其中該p-n接面之該有效薄片電阻係經由一 渦電流技術予以判定。
  17. 如請求項13之方法，其中該第一透明電極包括：與該照明區域共同延伸之一第一透明電極。
  18. 如請求項13之方法，其中該第一透明電極包括：具有該照明區域內之一區域之一第一透明電極。
  19. 如請求項13之方法，其中該第一透明電極包括：具有涵蓋該照明區域之一區域之一第一透明電極。
  20. 如請求項13之方法，其中該參考電極包括：經定位與該第一透明電極對置之一不透明電極。
  21. 如請求項13之方法，其中該參考電極及該第一透明電極具有實質上相同面積。
  22. 如請求項13之方法，其中該參考電極或該第一透明電極之至少一者具有一環狀或一圓盤狀之至少一者。
  23. 如請求項13之方法，其進一步包括：用經定位靠近該p-n接面之該第一表面之一第二不透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號。
  24. 如請求項23之方法，其進一步包括：量測來自p-n接面之該表面之一第四區域之一第四接面光電壓信號，該第四區域涵蓋與該第一透明電極對應之該p-n接面之該第一表面之該第一區域或與該第二不透明電極對應之該p-n接面之該第一表面之該第二區域之至少一者。
  25. 如請求項24之方法，其進一步包括：將該第一接面光電壓、該第二接面光電壓及該第四接面光電壓之至少兩者相加以形成一加總接面光電壓信號。
  26. 如請求項25之方法，其進一步包括： 基於該加總接面光電壓信號之該頻率相依性判定該p-n接面之一分流電阻。
  27. 如請求項25之方法，其進一步包括：基於經由脈衝光產生之該加總接面光電壓信號之衰減判定該p-n接面之一分流電阻。
  28. 如請求項13之方法，其進一步包括：比較該經量測第一接面光電壓與用該第一透明電極之至少一者量測來自該p-n接面之該第一表面之一信號，該經量測信號由施加於該p-n接面之一電壓誘發；及比較該經量測第一接面光電壓與用額外電極量測來自該p-n接面之該第二表面之一信號，該經量測信號由施加於該p-n接面之一電壓誘發。
  29. 如請求項13之方法，其進一步包括：比較該經量測第一接面光電壓與用該第一透明電極之至少一者量測來自該p-n接面之該第一表面之一信號，該經量測信號由施加於該p-n接面之一電壓誘發；及比較該經量測第一接面光電壓與用該額外電極量測來自該p-n接面之該第二表面之一信號，該經量測信號由施加於該p-n接面之一電壓誘發。
  30. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用一調變頻率的強度調變光照明一p-n接面之一表面之一矩形照明區域；用一第一透明電極量測來自該矩形照明區域內之該p-n接面之該表面之一矩形第一區域之一第一接面光電壓信號；用一第二電極量測來自該p-n接面之該表面之一矩形第二區域 之一第二接面光電壓信號，該第二區域在該照明區域外部且橫向靠近該照明區域；調整該強度調變光之該調變頻率以使該第二接面光電壓信號之一衰減達到一選定衰減位準或一選定衰減位準以上；及用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該p-n接面之一電容或該矩形照明區域相距一半導體基板之一邊緣之一距離之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
  31. 如請求項30之方法，其進一步包括：施加一校準程序於具有一已知薄片電阻之一校準p-n接面，以判定該p-n接面之該電容。
  32. 如請求項30之方法，其進一步包括：使用來自一參考電極之一第三信號施加一校正程序於該第一接面光電壓信號或該第二接面光電壓信號之至少一者，以判定一經校正第一接面光電壓信號或一經校正第二接面光電壓信號之至少一者。
  33. 如請求項30之方法，其進一步包括：施加一邊緣排除校正程序，以校正該第一接面光電壓信號或該第二接面光電壓信號之至少一者。
  34. 如請求項30之方法，其進一步包括：量測來自該p-n接面之該表面之一第四區域之一第四接面光電壓信號，該第四區域涵蓋該p-n接面之該表面之該第一區域或該p-n接面之該表面之該第二區域之至少一者。
  35. 如請求項34之方法，其進一步包括：將該第一接面光電壓、該第二接面光電壓及該第四接面光電壓相加以形成一加總接面光電壓信號。
  36. 如請求項35之方法，其進一步包括：基於該加總接面光電壓信號之該頻率相依性判定該p-n接面之一分流電阻。
  37. 如請求項35之方法，其進一步包括：基於經由脈衝光產生之該加總接面光電壓信號之該衰減判定該p-n接面之一分流電阻。
  38. 如請求項30之方法，其中該照明區域具有至少四倍於該照明區域之該寬度之一長度。
  39. 如請求項30之方法，其中該經量測矩形第一區域具有等於該照明區域之一寬度及比該照明區域之該長度小至少兩倍之一長度。
  40. 如請求項30之方法，其中該經量測矩形第二區域之一長度及寬度實質上相同於該經量測矩形第一區域之該長度及寬度。
  41. 如請求項30之方法，其中該經量測矩形第二區域靠近該經量測矩形第一區域。
  42. 如請求項30之方法，其進一步包括：定向該矩形照明區域使得該矩形照明區域之該長度實質上平行於該基板之一邊緣之一最近切線。
  43. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域；在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域；用一第一透明電極或一額外透明電極之至少一者量測來自與該照明區域對應之該p-n接面之該第一表面之一第一區域或一額 外區域之至少一者之一第一接面光電壓信號；用一第二不透明電極量測來自與該p-n接面之該第一表面之該陰影區域對應之該p-n接面之該第一表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號，該第二不透明電極由該第一透明電極或該額外透明電極之至少一者包圍；及用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號或該p-n接面之一空乏寬度之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻或該p-n接面之一分流電阻之至少一者。
  44. 如請求項43之方法，其中該一或多個照明區域涵蓋該一或多個陰影區域。
  45. 如請求項43之方法，其中該一或多個照明區域包括：一第一照明區域及一第二照明區域，該第二照明區域包圍該第一照明區域。
  46. 如請求項43之方法，其中該一或多個陰影區域包括：介於該第一照明區域與包圍該第一照明區域之該第二照明區域之間之一陰影區域。
  47. 如請求項43之方法，其中該一或多個照明區域包括：一環狀照明區域或一圓盤狀照明區域之至少一者。
  48. 如請求項43之方法，其中該一或多個陰影區域包括：一環狀陰影區域或一圓盤狀陰影區域之至少一者。
  49. 如請求項43之方法，其中該一或多個照明區域包括：一環狀照明區域，其涵蓋一圓盤狀陰影區域。
  50. 如請求項43之方法，其中該一或多個照明區域包括：一環狀照明區域及一圓盤狀照明區域，其中一環狀陰影區域介於該環狀照明區域與該圓盤狀照明區域之間。
  51. 如請求項43之方法，其進一步包括： 量測來自該p-n接面之該第一表面之一第三區域之一第三接面光電壓信號，該第三區域涵蓋該p-n接面之該第一表面之該p-n接面之該表面之該第一區域、該額外區域或該第二區域之至少一者。
  52. 如請求項51之方法，其進一步包括：將該第一接面光電壓信號、該額外第二、該第二接面光電壓信號或該第三接面光電壓信號之至少兩者相加以形成一加總接面光電壓信號。
  53. 如請求項52之方法，其進一步包括：用該經加總接面光電壓信號判定該p-n接面之一電導。
  54. 如請求項53之方法，其進一步包括：用該第一接面光電壓信號、該第二接面光電壓信號或該第三接面光電壓信號或該p-n接面之該經判定電導之至少一者判定該p-n接面之該頂層之一薄片電阻。
  55. 如請求項43之方法，其進一步包括：施加一校準程序於具有一已知薄片電阻之一校準p-n接面，以判定該p-n接面之電容。
  56. 如請求項43之方法，其進一步包括：使用來自一參考電極之一第四信號施加一校正程序於該第一接面光電壓信號或該第二接面光電壓信號之至少一者，以判定一經校正第一接面光電壓信號、一經校正額外接面光電壓信號或一經校正第二接面光電壓信號之至少一者。
  57. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用一第一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一表面之一或多個照明區域； 在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域；在該第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號；在該第一調變頻率下用一或多個不透明電極量測來自該p-n接面之該一或多個照明區域內之該一或多個陰影區域內之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號；在該第一調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號；用一第二調變頻率的強度調變光照明該p-n接面之該第一表面之一表面之該一或多個照明區域；在該第二調變頻率下用該一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號；在該第二調變頻率下用該一或多個不透明電極量測來自該p-n接面之該一或多個照明區域內之該一或多個陰影區域內之該一或多個第二區域之一額外第二接面光電壓信號；在該第二調變頻率下用該一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第三區域之一額外第三接面光電壓信號；及用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該經量測額外第一接面光電壓信號、該經量測額外第二接面光電壓信號、該經量測額 外第三接面光電壓信號、該p-n接面之一經獲取電導或該p-n接面之一經獲取電容之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
  58. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域；在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域；在該調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號；在該調變頻率下用一或多個不透明電極量測來自該p-n接面之該一或多個照明區域內之該一或多個陰影區域內之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號；在該調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號；用一選定脈衝強度及一選定脈衝持續時間之脈衝光照明該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域；量測來自該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、來自該一或多個陰影區域內之該一或多個第二區域之一額外脈衝誘發第二接面光電壓信號或來自該一或多個照明區域外部之該一或多個第三區域之一額外脈衝誘發第三接面光電壓信號之至少兩者之一總和之一衰減曲線； 基於該經量測衰減曲線判定一p-n接面電導；及用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第二接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第三接面光電壓信號、該經判定p-n接面電導或該p-n接面之一經獲取電容之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
  59. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用一第一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域；在該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內形成一或多個陰影區域；在該第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號；在該第一調變頻率下用一或多個第二電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號；在該第一調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號，該一或多個第三區域在該一或多個第二區域外部；用一第二調變頻率的強度調變光照明該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域；在該第二調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面 之該第一表面之該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號；在該第二調變頻率下用一或多個第二電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第二區域之一額外第二接面光電壓信號；在該第二調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第三區域之一額外第三接面光電壓信號；用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該經量測額外第一接面光電壓信號、該經量測額外第二接面光電壓信號、該經量測額外第三接面光電壓信號之至少一者判定該p-n接面之一分流電阻；用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該p-n接面之一電導及該p-n接面之一空乏寬度之至少一者判定該第一調變頻率大於該第二調變頻率時該p-n接面之一頂層之一薄片電阻；及用該經量測額外第一接面光電壓信號、該經量測額外第二接面光電壓信號、該經量測額外第三接面光電壓信號、該p-n接面之該電導及該p-n接面之該空乏寬度判定該第二調變頻率大於該第一調變頻率時該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
  60. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域；在該調變頻率下用一或多個透明電極量測來自該p-n接面之該 第一表面之該一或多個照明區域內之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號；在該調變頻率下用一或多個第二電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之該一或多個第二區域之一第二接面光電壓信號；在該調變頻率下用一或多個第三電極量測來自該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域外部之該p-n接面之該第一表面之一或多個第三區域之一第三接面光電壓信號，該一或多個第三區域在該一或多個第二區域外部；用一選定脈衝強度及一選定脈衝持續時間之脈衝光照明該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域；量測來自該一或多個照明區域內之該一或多個第一區域之一額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、來自該一或多個照明區域外部之該一或多個第二區域之一額外脈衝誘發第二接面光電壓信號或來自該一或多個照明區域外部之該一或多個第三區域之一額外脈衝誘發第三接面光電壓信號之至少兩者之一總和之一衰減曲線；基於該經量測衰減曲線判定一p-n接面電導；及用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該經量測第三接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第一接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第二接面光電壓信號、該額外脈衝誘發第三接面光電壓信號、該調變頻率、該經判定p-n接面電導或該p-n接面之一經獲取電容之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
  61. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括： 用一第一調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域，其中該光之該強度建立一接面光電壓信號與誘發該接面光電壓信號之一光通量之間之一實質上線性關係；在該第一調變頻率下用一或多個透明電極量測來自覆蓋該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號；用一第二調變頻率的強度調變光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域；在該第二調變頻率下用該一或多個透明電極量測來自覆蓋該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域之該一或多個第一區域之一額外第一接面光電壓信號；及用該第一接面光電壓信號、該額外第一接面光電壓信號、該p-n接面之一頂層之一薄片電阻或該p-n接面之一電容之至少一者判定一p-n接面電導。
  62. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之方法，其包括：用具有一選定脈衝強度及一選定脈衝持續時間之脈衝光照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域，該選定脈衝強度建立一接面光電壓信號與誘發該接面光電壓信號之一光通量之間之一實質上線性關係；用一或多個透明電極量測來自覆蓋該p-n接面之該第一表面之該一或多個照明區域之一或多個第一區域之一第一接面光電壓信號之一衰減瞬態；及用該第一接面光電壓信號之該經量測衰減瞬態或該p-n接面之一電容之至少一者判定一p-n接面電導。
  63. 一種用於非接觸式量測一半導體基板之一或多個p-n接面層之一或多個特性之裝置，其包括：一照明單元，其包含一照明源，該照明源用包含強度調變光或脈衝光之至少一者之光照明包含一p-n接面之半導體基板之一第一表面之一照明區域；一第一接面光電壓量測單元，其包含經定位靠近該p-n接面之該第一表面之至少一第一電極，該第一電極的位置在該照明區域內或至少橫向靠近該照明區域；一第二接面光電壓量測單元，其包含經定位靠近該p-n接面之該第一表面之至少一第二電極，該第二電極經橫向定位靠近該第一電極；一第三接面光電壓量測單元，其包含經定位靠近該p-n接面之該第一表面之至少一參考電極，該第三電極橫向位於該照明區域外部；一控制器，其通信地耦合至該第一接面光電壓量測單元、該第二接面光電壓量測單元或該第三接面光電壓單元之至少一者，該控制器經組態以：自該第一接面光電壓量測單元接收該p-n接面之一第一接面光電壓信號及一校準p-n接面之一第一校準接面光電壓信號；自該第二接面光電壓量測單元接收該p-n接面之一第二接面光電壓信號及該校準p-n接面之一第二校準接面光電壓信號；自該第三接面光電壓量測單元接收該p-n接面之一第三接面光電壓信號及該校準p-n接面之一第三校準接面光電壓信號；用該經接收第一接面光電壓信號、該經接收第二接面光電壓信號或來自該參考電極之該經接收第三接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一接面光電壓信號或一經校正第二接面光 電壓信號之至少一者；用該經接收第一校準接面光電壓信號、該經接收第二校準接面光電壓信號或該經接收第三校準接面光電壓信號之至少一者判定一經校正第一校準接面光電壓信號或一經校正第二校準接面光電壓信號之至少一者；及用該經校正第一接面光電壓信號、該經校正第二接面光電壓信號、該經校正第一校準接面光電壓信號、該經校正第二校準接面光電壓信號或該校準p-n接面之該已知薄片電阻之至少一者判定該半導體基板之該p-n接面之一薄片電阻。
  64. 如請求項63之裝置，其中該第一電極係位於該照明區域內之一透明電極，其中該第一電極經組態以將照明自該照明源傳輸至該p-n接面之該第一表面。
  65. 如請求項64之裝置，其中該第一電極包括：一透明導電氧化物(TCO)塗層，其安置在一透明基板上。
  66. 如請求項65之裝置，其中該透明基板包括：一石英、藍寶石或玻璃基板之至少一者。
  67. 如請求項63之裝置，其中該第一電極係位於該照明區域外部且靠近該照明區域之一不透明電極。
  68. 如請求項67之裝置，其中該第一電極經配置與該照明區域同心。
  69. 如請求項63之裝置，其中該第二電極係位於該照明區域外部且靠近該第一電極之一不透明電極。
  70. 如請求項69之裝置，其中該第二電極經配置與該第一電極同心。
  71. 如請求項63之裝置，其進一步包括：一接地電極，其包圍該第一電極或該第二電極之至少一者。
  72. 如請求項63之裝置，其中該參考電極係位於該照明區域外部之一不透明電極，該參考電極相距該照明區域之一距離大於該第一電極或該第二電極之至少一者相距該照明區域之距離。
  73. 如請求項72之裝置，其進一步包括：一接地電極，其包圍該參考電極。
  74. 如請求項63之裝置，其中該p-n接面之該第一表面包括：該p-n接面之一正表面。
  75. 如請求項63之裝置，其進一步包括：一第四接面光電壓量測單元，其包含與該p-n接面之該第一表面之一第四區域共同延伸之一第四電極，該第四電極包圍該第一電極或該第二電極之至少一者。
  76. 如請求項75之裝置，其中該控制器經進一步組態以：自涵蓋該第一電極或該第二電極之至少一者之該第四電極接收該p-n接面之該表面之該第四區域之一第四接面光電壓信號；及將該第一接面光電壓、該第二接面光電壓及該第四接面光電壓相加以形成一加總接面光電壓信號。
  77. 如請求項76之裝置，其中該控制器經進一步組態以：基於該加總接面光電壓信號之該頻率相依性判定該p-n接面之一分流電阻。
  78. 如請求項76之裝置，其中該控制器經進一步組態以：基於經由脈衝光產生之該加總接面光電壓信號之衰減判定該p-n接面之一分流電阻。
  79. 如請求項75之裝置，其中該第一接面光電壓量測單元、該第二接面光電壓量測單元、該第三接面光電壓量測單元或該第四接面光電壓量測單元之至少一者進一步包含： 一或多個信號處理元件。
  80. 如請求項63之裝置，其中該照明源包括：經組態以發射以一選定調變頻率調變之光之一照明源。
  81. 如請求項63之裝置，其中該照明源包括：經組態以發射一選定量值及脈衝持續時間之脈衝光之一照明源。
  82. 如請求項63之裝置，其中該照明源包括：一發光二極體、一雷射、一閃光燈或一百葉窗燈之至少一者。
  83. 如請求項63之裝置，其中該照明單元包含經配置以將該照明源之該輸出光學耦合至該p-n接面之該第一表面之該照明區域之一或多個光纖束。
  84. 一種用於非接觸式量測一半導體基板之一或多個p-n接面層之一或多個特性之裝置，其包括：一照明單元，其包含一照明源，該照明源用強度調變光或脈衝光之至少一者照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一照明區域；一第一接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該p-n接面之該第一表面之一第一區域之一第一接面光電壓信號之一第一透明電極；一額外接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該p-n接面之一第二表面之一額外區域之一額外接面光電壓信號之一參考電極；一控制器，其通信地耦合至該第一接面光電壓量測單元、該第二接面光電壓量測單元或該額外接面光電壓量測單元，該控制器經組態以： 自該第一接面光電壓量測單元接收該p-n接面之該第一表面之該第一區域之該第一接面光電壓信號；自該第一接面光電壓量測單元接收一校準p-n接面之該第一表面之該第一區域之一第一接面光電壓校準信號；自該參考接面光電壓量測單元接收該p-n接面之該第二表面之該額外區域之一額外接面光電壓信號；自該參考接面光電壓量測單元接收一校準p-n接面之一第二表面之該額外區域之一額外接面光電壓校準信號；及用該第一接面光電壓信號、該額外接面光電壓信號、該第一接面光電壓校準信號、該額外接面光電壓信號、該p-n接面之一基板之該薄片電阻或該p-n接面之一有效薄片電阻之至少一者判定該p-n接面之該頂層之一薄片電阻。
  85. 如請求項84之裝置，其中該第一表面係該p-n接面之一摻雜層之一正表面。
  86. 如請求項84之裝置，其中該第二表面係該p-n接面基板之一背表面。
  87. 如請求項84之裝置，其中該p-n接面之該有效薄片電阻係經由一渦電流技術予以判定。
  88. 如請求項84之裝置，其中該第一透明電極包括：與該照明區域共同延伸之一第一透明電極。
  89. 如請求項84之裝置，其中該第一透明電極包括：具有該照明區域內之一區域之一第一透明電極。
  90. 如請求項89之裝置，其中該第一透明電極包括：具有涵蓋該照明區域之一區域之一第一透明電極。
  91. 如請求項84之裝置，其中該第一透明電極包括：一透明導電氧化物(TCO)塗層，其安置在一透明基板之至少一 者上。
  92. 如請求項91之裝置，其中該透明基板包括：一石英、藍寶石或玻璃基板之至少一者。
  93. 如請求項92之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其懸垂在該p-n接面之該表面上。
  94. 如請求項92之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其安置在一透明板上。
  95. 如請求項84之裝置，其中該參考電極包括：一第二不透明電極，其具有在該照明區域外部且靠近該照明區域之一區域。
  96. 如請求項84之裝置，其中該參考電極具有等於該第一透明電極之一面積。
  97. 如請求項84之裝置，其中該參考電極包括：一金屬電極。
  98. 如請求項84之裝置，其中該第一透明電極或該參考電極之至少一者具有一環狀。
  99. 如請求項84之裝置，其中該第一透明電極或該參考電極之至少一者具有一圓盤狀。
  100. 如請求項84之裝置，其中該第一透明電極或該參考電極之至少一者具有繞該照明區域同心地配置之一環狀。
  101. 如請求項84之裝置，其進一步包括：一第二接面光電壓單元，其包含經定位靠近該p-n接面之該第一表面之一第二不透明電極，該第二接面光電壓單元經組態以用一第二不透明電極量測來自該p-n接面之該第一表面之一第二區域之一第二接面光電壓信號。
  102. 如請求項101之裝置，其進一步包括： 一第四接面光電壓量測單元，其包含與該p-n接面之該第一表面之一第四區域共同延伸之一第四電極，該p-n接面之該第一表面之該第四區域涵蓋與該第一電極對應之該p-n接面之該第一表面之一第一區域或與該電極對應之該p-n接面之該第一表面之一第二區域之至少一者。
  103. 如請求項102之裝置，其中該控制器經進一步組態以：接收該p-n接面之該表面之該第四區域之一第四接面光電壓信號，該第四區域涵蓋該p-n接面之該第一區域或該p-n接面之該第二區域之至少一者；及將該第一接面光電壓、該第二接面光電壓及該第四接面光電壓相加以形成一加總接面光電壓信號。
  104. 如請求項103之裝置，其中該控制器經進一步組態以：基於該加總接面光電壓信號之該頻率相依性判定該p-n接面之一分流電阻。
  105. 如請求項103之裝置，其中該控制器經進一步組態以：基於經由脈衝光產生之該加總接面光電壓信號之衰減判定該p-n接面之一分流電阻。
  106. 如請求項102之裝置，其中該第一接面光電壓量測單元、該第二接面光電壓量測單元、該第三接面光電壓量測單元或該第四接面光電壓量測單元之至少一者進一步包含：一或多個信號處理元件。
  107. 如請求項84之裝置，其中該照明源包括：經組態以發射以一選定調變頻率調變之光之一照明源。
  108. 如請求項84之裝置，其中該照明源包括：一發光二極體、一雷射、一閃光燈或一百葉窗燈之至少一者。
  109. 如請求項84之裝置，其中該照明單元包含經配置以將該照明源之該輸出光學耦合至該p-n接面之該第一表面之該照明區域之一或多個光纖。
  110. 如請求項84之裝置，其進一步包括：一光偵測器，其光學耦合至該第一透明電極。
  111. 如請求項110之裝置，其中該控制器經進一步組態以：自該光偵測器接收一第一接面光電壓校準信號。
  112. 如請求項84之裝置，其進一步包括：一信號產生器，其電耦合至一電極，其中該電極電容式地耦合至該p-n接面，該信號產生器經組態以誘發該第一接面光電壓校準信號或該額外接面光電壓校準信號之至少一者。
  113. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之裝置，其包括：一照明單元，其包含一照明源，該照明源用強度調變光照明一p-n接面之一表面之矩形照明區域；一第一接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該矩形照明區域內之該p-n接面之該表面之一矩形第一區域之一第一接面光電壓信號之一第一透明電極；一第二接面光電壓量測單元，其包含用於量測來自該p-n接面之該表面之一矩形第二區域之一第二接面光電壓信號之一第二電極，該第二區域在該照明區域外部且橫向靠近該照明區域；一控制器，其通信地耦合至該第一接面光電壓量測單元及該第二接面光電壓量測單元，該控制器經組態以：調整由該照明源發射之該強度調變光之一調變頻率以使該第二接面光電壓信號之一衰減達到一選定衰減位準或一選定衰減位準以上；及 用該經量測第一接面光電壓信號、該經量測第二接面光電壓信號、該p-n接面之一電容或該矩形照明區域相距該半導體基板之一邊緣之一距離之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻。
  114. 如請求項113之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其懸垂在該p-n接面之該表面上。
  115. 如請求項113之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其安置在一透明板上。
  116. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之裝置，其包括：一照明單元，其包含一照明源，該照明源用一或多個選定調變頻率之強度調變光或一選定脈衝持續時間及脈衝強度之脈衝光之至少一者照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一或多個照明區域；一第一接面電壓量測單元，其包含用於量測來自與該一或多個照明區域對應之該p-n接面之該第一表面之一第一區域或一額外區域之至少一者之一第一接面光電壓信號之一第一透明電極或一額外透明電極之至少一者；一第二接面電壓量測單元，其包含用於量測來自該p-n接面之該第一表面之一或多個陰影區域之一第二接面光電壓信號之一或多個第二不透明電極，該第二不透明電極由該第一透明電極或該額外透明電極之至少一者包圍；及一控制器，其經組態以用該經量測第一接面光電壓信號或該經量測第二接面光電壓信號之至少一者判定該p-n接面之一頂層之一薄片電阻或該p-n接面之一分流電阻之至少一者。
  117. 如請求項116之裝置，其中該第一透明電極或該額外透明電極之 至少一者包括：一金屬絲網，其懸垂在該p-n接面之該表面上。
  118. 如請求項116之裝置，其中該第一透明電極或該額外透明電極之至少一者包括：一金屬絲網，其安置在一透明板上。
  119. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之裝置，其包括：一照明單元，其包含一照明源，該照明源用強度調變光或脈衝光之至少一者照明處於一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一選定位置處之一照明區域；一第一接面電壓量測單元，其包含用於量測來自與一選定照明位置對應之該p-n接面之該第一表面之一區域之一第一接面光電壓信號之一第一透明電極；及一致動級，其經組態以平移該照明單元以選擇性地用該照明掃描橫跨該第一表面；一控制器，其經組態以：接收量測自跨該第一表面之一組位置之一組第一接面光電壓信號；及判定依據跨該第一表面之位置變化之一分流電阻、一電導或一洩漏電流之至少一者。
  120. 如請求項119之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其懸垂在該p-n接面之該表面上。
  121. 如請求項119之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其安置在一透明板上。
  122. 一種用於非接觸式量測一或多個p-n接面之一或多個特性之裝置，其包括： 一照明單元，其包含一照明源，該照明源用強度調變光或脈衝光之至少一者經由一可控光學元件照明一半導體基板之一p-n接面之一第一表面之一照明區域，該可控光學元件經組態以將該照明選擇性地引導至該第一表面之一或多個選定位置；一第一接面電壓量測單元，其包含用於量測來自與一或多個選定照明位置對應之該p-n接面之該第一表面之一區域之一第一接面光電壓信號之一第一透明電極；及一控制器，其經組態以：接收量測自跨該第一表面之一組位置之一組第一接面光電壓信號；及判定依據跨該第一表面之位置變化之一分流電阻、一電導或一洩漏電流之至少一者。
  123. 如請求項122之裝置，其中該可控光學元件包括：一旋轉可控鏡。
  124. 如請求項122之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其懸垂在該p-n接面之該表面上。
  125. 如請求項122之裝置，其中該第一透明電極包括：一金屬絲網，其安置在一透明板上。
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