TW571106B - Evaluation device for electrical characteristics of semiconductor and evaluation method for electrical characteristics - Google Patents

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571106 A7 B7 五、發明說明（/ ) .【發明之詳細說明】 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電氣特性評價裝置及電氣特性評價 方法，以非破壞性及非接觸式之作法，來測定半導體晶圓 '晶錠(ignot)、磊晶成長膜等之半導體材料的載子密度、 遷移度、電阻係數、導電度等之電氣特性且予以圖像化。 【習知技術】 在半導體元件產業裡，與製作元件之半導體材料之電 氣特性相關之載子密度、遷移度、電阻係數，以及導電度 等之物理童，係爲左右半導體元件之性能的重要因素。以 往對此等物理量的測量，係採用四點探針法等之電氣測量 法來進行。 【發明所欲解決之課題】 在以往之運用電氣測量法的情況中，經常將半導體材 料以利於測量的方式來加工，或是將測定器的測定端子與 半導體材料作電連接來測定之。因而，有測定後作爲被測 定物的半導體材料不堪再予使用，或是成爲污染或損傷等 的原因。再者，在以往的電氣測定法之中，雖得以測定出 測定端子間的平均物理量，然而，欲測定出材料全體之物 理量的空間分布則相當耗時，又，欲藉圖像化來獲取物理 釐之空間分布（尤其是不均一性）的相關情報時，有相當 難度存在。 本發明之目的，在於提供一種電氣特性評價裝置及電 氣特性評價方法，使得在測定、檢查被測定物之電氣物性 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝 ----訂--------- 1尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 _______B7___ 五、發明說明（7/) .量時，不會造成被測定物的污染及損傷。 【用以解決課題之手段】 本發明之半導體的電氣特性評價裝置，係具備： 一種半導體之電氣特性評價裝置，係具備：兆赫脈衝 光源，係用來將兆赫脈衝光照射在半導體材料；光檢測機 構，係用來檢測來自前述半導體材料的穿透脈衝光或反射 脈衝光；兆赫時域測量機構，係自前述穿透脈衝光或反射 脈衝光的電場強度之時序波形取得分光穿透率或分光反射 率；以及，運算機構，係根據前述分光穿透率或分光反射 率來計算岀前述半導體材料的電氣特性參數（申請專利範 圍第1項）。 上述運算機構，可實行基於得魯特之光吸收理論的解 析做法（申請專利範圍第2項）。又，上述運算機構，可 實行基於介電函數理論的解析做法（申請專利範圍第3項 )° 再者’本發明之半導體之電氣特性評價裝置，係進一 步具備圖像處理機構，其將電氣特性參數以空間分布的方 式來二維圖像化（申請專利範圍第4〜6項）。又，本發明 之半導體之電氣特性評價裝置，可將聚光的兆赫脈衝光束 對半導體材料的表面進行二維的掃描（申請專利範圍第7 項）、或是，放大兆赫脈衝光的光徑，分批照射於半導體 材料（申請專利範圍第8項）。再者，本發明之半導體之 電氣特性評價裝置，係進一步具備：旋轉機構，係讓導入 半導體材料之聚光光束（聚光光束或放大光束）與半導體材 5 本紙張尺度適用中國國^^準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝---- 訂-------- 571106 A7 ____B7__ 五、發明說明 料作相對旋轉；以及，電腦繪圖機構，係由各個旋轉角度 之複數的前述二維圖像來合成三維斷層像（申請專利範圍 第9，10項）。 又，本發明之半導體之電氣特性評價方法，係將兆赫 脈衝光聚光後將聚光光束照射於半導體材料，接著使聚光 光束與半導體材料在半導體材料的表面內作相對移動，然 後依序檢測來自半導體材料的各點之穿透脈衝光或反射脈 衝光，再由穿透脈衝光或反射脈衝光的電場強度之時序波 形§十分別昇出分光穿透率或分光反射率，根據分光穿透率 或分光反射率來算出半導體材料的電氣特性參數（申請專 利範圍第11項）。 再者，本發明之半導體之電氣特性評價方法，係將兆 赫脈衝光的光徑放大後將放大光束分批照射於半導體材料 的全面，接著分批檢測出來自放大光束所照射的半導體材 料之穿透脈衝光或反射脈衝光，然後與上述同樣的方法， 算出分光穿透率或分光反射率，從而算出半導體材料的電 氣特性參數（申請專利範圍第12項）。 又，本發明之半導體之電氣特性評價方法，係根據： 半導體材料插入用以檢測穿透脈衝光或反射脈衝光之光路 的狀態下之電場強度的時序波形、以及半導體材料由檢測 光路取出之狀態下之電場強度的時序波形，來算出分光穿 透率或分光反射率（申請專利範圍第13項）。 【發明之實施形態】 以下，將配合圖式來詳細說明本發明之實施形態。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------丨—訂 --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571106 A7 ________B7____ 五、發明說明（j ) 本發明係爲一種電氣特性評價裝置，是藉兆赫頻域的 脈衝光（兆赫脈衝光）來照射於半導體材料，檢測出其穿 透脈衝光或反射脈衝光，分別計算出分光穿透率或分光反 射率（即分光特性），藉而測定、評價半導體材料的電氣 特性參數。 又，亦可從穿透脈衝光或反射脈衝光的二維分布（電 場強度分布），亦即，可從穿透影像或反射影像，藉光波 長級之分解能來重現出與半導體材料的電氣特性相關的物 理量之空間像。具體而言，係測定出穿透影像或反射影像 的時間變化，施以傅利葉轉換而得到各頻率的二維投影圖 像（分光圖像），並藉著解析此分光圖像，來測定出半導 體材料的電氣特性參數之分布，以檢查其電氣特性。 以下’以一採取後述之得魯特(Drude)的光吸收理論的 例子’來說明上述解析方法。作爲本發明之電氣特性評價 裝置所採用的兆赫脈衝光，以〇.lxl〇i2Hz〜8〇 X 1〇12 Hz的頻域的光爲佳。 使用兆赫脈衝光來測得半導體材料之穿透影像或反射 心像的測光光學系統，可分爲掃描型成像(imaging)光學系 統與非掃描型成像光學系統的二種類光學系統。 圖1所示，係用來說明運用掃描型成像測光方式將兆 赫脈衝光照射且聚光於半導體材料的一點時，其測光方式 的示意圖。2下，將以實例說明獲得穿透影像的方式。 由未圖7κ的兆赫脈衝光源所照射在半導體材料5的聚 光光束（兆赫脈衝光），穿透半導體材料5的一點（畫素 7 本，·、氏張尺度適用中國國家標準（CNs)A4規格⑽X297公 -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571106 A7 ________B7__ 五、發明說明（^) aij)而到達兆赫脈衝檢測測器6(光檢測方式）。兆赫脈衝檢 測器6 ’具有相當於1個畫素之受光面。從半導體材料5 的一點（畫素a")所穿透之穿透脈衝光，乃是因應半導體 材料5的電氣特性所產生的光。該穿透脈衝光的脈寬，通 常較照射於半導體材料5的兆赫脈衝光的脈寬要大。 兆赫脈衝檢測器6，係接受來自半導體材料5的穿透 脈衝光’將等比於穿透脈衝光的電場強度Ε(ϋ)之信號傳輸 至電腦10Α(詳述於後）。 其次’說明本發明如何藉兆赫時域測量方式來測量出 電場強度的時序波形。圖2所示，乃是用來說明時序波形 測量原理之方塊圖⑷以及時序波形的一例之圖(b)。 在時刻t。時，兆赫脈衝光源2藉由輸入脈衝來發射出 脈衝光（兆赫脈衝光），穿透過半導體材料5的穿透脈衝 光5a會到達兆赫脈衝檢測器6。輸入脈衝，是爲了產生兆 赫脈衝光而由雷射21所輸入兆赫脈衝光源2的脈衝（詳述 於後）。 另一方面，此輸入脈衝係被當作測量穿透脈衝光5a的 電場強度之時序波形時的取樣脈衝(sampling pulse)，經由 時間延遲裝置27而被傳遞至兆赫脈衝檢測器6。兆赫脈衝 檢測器6則讀出取樣脈衝抵達時的穿透脈衝光5a的電場強 度，輸出至電腦10A。 若藉時間延遲裝置27來將取樣脈衝抵達的時程延緩^ t，則兆赫脈術檢測器6將讀出時刻to+At時其穿透脈衝光 5a的電場強度E(t〇+Z\t)(參照圖2(b))。 8 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ ------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571106 A7 ___B7 _______ 五、發明說明（l ) 如以上所述，可藉著改變時間延遲裝置27之延遲時間 値At，來取得任意時刻t之電場強度E(t)，可得知穿透脈 衝光5 a的電場強度之時序波形。 接著，將說明本發明之電氣特性評價裝置之主要結構 〇 如圖3所示，係藉本發明之掃描型成像方法所構成之 電氣特性評價裝置之示意構成圖。測定室1的結構，乃是 含有兆赫脈衝光源2、試料室3、以及兆赫脈衝檢測器6。 測定室1之內的兆赫脈衝檢測器6，係連接至電腦10A。在 圖3之中％係省略了圖2(a)所說明的雷射21及時間延遲裝 置27。 在試料室3之中，係收納有對半導體材料5的一點進 行測光之測光光學系統3a，以及，在二維平面上移動半導 體材料5之機械式掃描機構4(例如XY平台），進行著用以 取得兆赫頻域之半導體材料5的二維投影圖像。 半導體材料5係藉機械式掃描機構4所支持。使用機 械式掃描機構4，讓半導體材料5沿著與聚光光束的光軸 L3大致垂直的X-Y面來掃描，可使兆赫脈衝檢測器6依序 接受自半導體材料5的各點所穿透的穿透脈衝光。之後， 於電腦10A中，藉由將來自半導體材料5的各點之電場強 度作空間的合成，可獲得電場強度的二維分布（穿透影像 )° 電腦10A之結構，係包含了測量•記憶裝置7，資料 處理裝置8、運算裝置9、以及圖像處理裝置10。 9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一 ϋ n n an n n n 一 I n n I n n n 1 I # 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 571106 A7 ________ B7_______ 五、發明說明（7 ) 測量•記憶裝置7係對各畫素進行自兆赫脈衝檢測器 ό所輸出之電場強度的時序訊號之測量並記億。資料處理 裝置8’係將各個畫素之電場強度的時序信號予以傅利葉 轉換，以進行轉換至頻率光譜的運算，藉以取得分光穿透 率。測量•記憶裝置7及資料處理裝置8係對應於兆赫時 域測量方式。 運算裝置9(運算機構），乃是利用後述之得魯特的光 吸收理論，根據資料處理裝置8所取得之分光穿透率的頻 率依存性，來算出半導體材料5的電氣特性參數（載子密 度、遷移度、電阻係數、導電度）。 圖像處理裝置10，乃是一藉著電腦將運算裝置9所取 得之對應於各畫素的數値再構成，而將圖像予以二維化之 裝置（圖像處理機構）。又，圖像處理裝置10，亦爲一執 行線性轉換運算，由複數張的二維投影圖像合成爲三維斷 層像之裝置（此爲申請專利範圍第7項的電腦繪圖機構） 〇 圖4係用來說明自時序穿透影像⑷來取得分光特性(b) 的原理之示意圖。若是令時間延遲裝置27(圖2(a))的At爲 〇，藉對半導體材料5進行X-Y掃描對於全畫素（亦即J 次）測定電場強度，即可取得在時刻t〇之穿透脈衝光之X-Y面內的電場強度分布（穿透影像）31。若是令時間延遲 裝置27的時間延遲設爲t〇+At=U，且同樣的測定電場強度 ，則可取得在時刻b之穿透影像32。如上述’藉著改變時 間延遲At，可測量任意時刻(t。〜U)之穿透影像31，32,…·· ° 10 _ ——. . - 丨··· 丨― 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· I--11--訂· I----- 571106 A7 _____Β7___ 五、發明說明) 由以上所述所取得之時序穿透影像31，32,...的數値資 料，若沿時間軸觀測某一畫素(au)，如圖4(a)所示般，可以 取得自時刻t。至時刻u的時序波形E(U，j)。藉由導入時間 延遲裝置27，則X-Y面內之穿透脈衝光的電場強度分布的 時間變化可如電影般被觀測到。 經由以上的操作，由於在測量•記憶裝置7可取得各 畫素(a")的電場強度之時序波形E(t，i，j)，乃進一步在資料處 理裝置8將記憶在測量•記憶裝置7的各畫素(aij)的時序波 形E(t，U)分別進行傅利葉轉換。其結果係如圖4⑹所示， 可取得半導體材料5的各畫素(au)之分光特性Ε(ω，ϋ}。若 藉圖像處理裝置10將此數値資料予以再構成，則可取得頻 率由ω。至的Χ-Ύ面內之電場強度影像，亦即，可取得 二維投影圖像（分光圖像）。 又，於連續的二維投影圖像中含有半導體材料5的電 氣特性之相關資訊’運算裝置9可利用後述得魯特的光吸 收理論進行解析，藉此可轉換爲與半導體材料的電氣特性 之物理量相關的二維投影圖像資訊。 再者，亦可不使半導體材料5在χ-γ面掃描，而是讓 測光光學系統3a(此光學系統的作用，乃是將兆赫脈衝光照 射於半導體材料5的同時，並將半導體材料5的穿透脈衝 光導入兆赫脈衝檢測器6)連續動作，亦同樣可獲得穿透影 像 31，32,..…。 以下將參照圖5及圖6，說明如何使用上述的裝置， 來計算半導體材料5之載子密度、遷移度、電阻係數、導 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 571106 A7 ____E7___ 五、發明說明（l ) ’電度之解析方法。圖5所揭示，係用來說明運用本發明之 電氣特性評價裝置的解析方法之一過程。圖6所揭示，係 用來算出半導體材料5的電氣物理値（載子密度、遷移度 、電阻係數、導電度等）之解析方法的實施程序圖。此等 之解析順序，可採用得魯特的光吸收理論。爲簡化說明起 見，先就一畫素來考慮。 將兆赫脈衝光照射於半導體材料5的一點（相當於一 畫素），將穿透半導體材料5的兆赫光（穿透脈衝光）之 電場強度的時序波形E⑴予以紀錄（測量•記憶裝置7)， 再藉著傅利葉轉換來算出光的振幅|£(的|與相位0 (資料處 理裝置8)。同樣的，亦可取得相位的頻率特性。 在此處，可將時序波形E⑴與光的振幅|£(叫|與相位 Θ的關係，藉由下式（1)之傅利葉轉換來定義。 (數1) 00 Ε{ω) = j£(r)exp(-/^r)^ = \Ε(ω)\οχρ(ίθ) (1) -〇ο 就測量的順序而言，首先係如圖5(a)所示般，在半導 體材料5(被測定物)未被插入測光光學系統3a之光路的狀 態下，測定電場強度的時序波形E ^⑴（測量•記憶裝置Ί )，再予以傅利葉轉換而取得參考用的振幅丨Ε β(ω)Ι以及 相位β 4資料處理裝置8)。 接著，如圖5(b)所示般，在半導體材料5被插入測光 光學系統3a之光路的狀態下，測量電場強度的時序波形E -n(t)(測量•記憶裝置7)，再予以進行傅利葉轉換，而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ ---I1II1 ^ 0 I----I--. 571106 A7 B7 五、發明說明（/ c 取得插入被測定物時的振幅ΙΕ _(ω)Ι以及相位Θ _(資料處 理裝置8)。 以下，將以穿透半導體材料5的穿透脈衝光或穿透影 像爲例來詳細說明。 半導體材料5的複振幅穿透率ΐ(ω)，係藉下式(2)所定 義。Esam⑴）以及Ε4ω)，係分別爲半導體材料5插入測 光光學系統3a的光路（圖5(b))與未插入時（圖5(a))之 光的電場強度之傅利葉成分，乃是一實測量。式(2)之複振 幅芽透率ΐ(ω )，係表示E _ (ω )與Ε )的比値，所以 同爲實測的量（圖6之S1)。 _ = (2) 另一方面，若以n+ik表示半導體材料5的複折射率’ 則厚度爲d之半導體材料5在插入光路時（圖5(b))之複 數振幅穿透率ΐ(ω)之理論値，係由下式⑶來計算（圖6之 S1)。其中，C表示光速。 (3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 島、 又，經比較上述之式(2)與式(3)，可得到以下之式(4)及 式(5)。因式(4)與式(5)的左邊爲實測量，若半導體材料5的 厚度d爲已知，可透過式⑷來計算η値，再藉由式⑸來計 算k値。亦即，可求出半導體材料5的複折射率n+ik(圖6 之 S2)。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 B7 五、發明說明（ 丨五_⑻丨 4n -exp (4) kco d (5) 兆赫時域測量機構（測量•記憶裝置7，資料處理裝 ® 8)所具備之特徵在於，並未採取以往之光測量方式來 測量光的強度（亦即電場的平方），而可直接測量光的振 幅與相位之相關情報（B.B.Hu and M.C.Nuss，OPTICS LETTERS Vol.20, No.16, P.1716，(1995))。是以，即使不採用 習知之克雷梅斯-克羅尼格(Kramers-Kromg)的複雜之計算式 (工藤惠榮著「光物性的基礎」，歐姆出版社），仍可計 算半導體材料5的複折射率n+ik。 再者，半導體材料5之複折射率n+ik與複介電係數 (ω)之一般關係，係以下式(6)來表示（圖6之S3)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n- n + ik = ^ε(ω) ⑹ 又，將雜質添於半導體材料5而產生載子之時’由得 魯特的光吸收理論所推導出的複介電係數°°(ω) ’係由下 式(7)所表示。 ⑺ ε(ω) = 4πΝβ2 m ω(ω + ι/τ) 由上述之式（6)與式(7)的關係，可求得以下之式(8)及 式(9)(圖6之34)。式（8)之光學介電係數£〇〇及式（8) 、式⑼之載子的有效質量m*係爲物質常數’其數値則因 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 B7 五、發明說明（/:) •元素半導體(Si, Ge)或化合物半導體之不同而有所差異 2nk k1气 4πΝβ2 4πΝβ2 (Ι + ω τ ) ⑻ (9) m ω{\Λ·ω r~) 因爲可藉兆赫時域測量機構（測量•記億裝置7，資 料處理裝置8)來實測半導體材料5的複折射率n+1k(圖6 的S2)，上述式（8)及式⑼之未知數，係爲載子密度N與 載子的散亂時間τ。 由上述式⑻及式（9)，載子的散亂時間r與複折射率 n+ik的關係，係由以下之式（10)來表示。 ε一一 n1 + k1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2nkco (10) 因之，藉著運算裝置9的運算，自上述式（10)求出載 子的散亂時間r，由式(9)的關係取得載子密度N的數値（ 圖ό的S5 ) 〇 又，運算裝置9的機能，係將所取得的載子密度Ν及 載子的散亂時間r的數値，代入歐姆法則（下列的式子 (11)〜式子（13)(圖6的S6)，即可算出遷移度//、電阻係數 P、導電度σ (S7)。 μ = erhn (11) ρ = 1/(Νβμ) (12) cr = 1/ ρ (13) 予以作濃 將藉著以上的順序所取得的數値資料 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 _B7_ 五、發明說明（1飞/) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •淡圖像化或是彩色圖像化，可獲得與半導體的電氣特性參 數（載子密度N、遷移度//、電阻係數p、導電度σ)相關 的二維投影圖像（圖像處理裝置10)。 又，在圖像處理裝置10，可透過調整兆赫脈衝光 照射在半導體材料5的角度來取得複數張的二維投影圖像 ，再實施代表於拉頓轉換的線型轉換運算，由複數枚的二 維投影圖像，取得與半導體材料5的電氣特性參數（載子 密度Ν、遷移度//、電阻係數ρ、導電度σ )相關的三維 斷層像。 圖7所揭示，係用來表示由二維投影圖像得到三 維斷層像之過程的示意圖。在改變兆赫脈衝光照射於半導 體材料5之角度時，可藉附加旋轉機構於Χ-Υ平台4，或 是以其他方式來設置旋轉機構。基於各個旋轉角度之二維 投影圖像，在電腦10Α (圖像處理裝置10)上執行代表於 拉頓轉換的線型轉換運算，可取得三維斷層像。換言之， 是爲兆赫 CT (Computerized Tomography)法。 拉頓轉換的作法，係測量一維投影資料，之後， 從中再構成出原本的物體之二維截面，測量二維投影資料 ，接著，從中再構成出原本的物體之三維分布（河田聰/ 南茂夫編著、「圖像資料處理」CQ出版社）。 以下，將運用本發明之電氣特性評價裝置，來說 明取得與半導體的電氣特性參數相關之二維投影圖像的具 體例。 圖8所示，係爲本發明之實施形態的掃描型成像方式 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 ____Β7______ 五、發明說明（ζ1/) 中，電氣特性評價裝置之構件構成圖。 由毫微秒(femto second)可見光脈衝雷射（以下將簡稱 爲可見光脈衝雷射）21所發射的可見光脈衝，經半透鏡28 被分爲雙向，其中一者係照射兆赫脈衝光源22 ’另一者則 入射於時間延遲可動鏡24。前者促使兆赫脈衝光22a由兆 赫脈衝光源22發射，後者則可藉時間延遲可動鏡24來調 整到達兆赫脈衝檢測器26的時間，作爲取樣脈衝21a而入 射於兆赫脈衝檢測器26。 作爲以兆赫脈衝光22a照射於半導體晶圓25的一點之 掃描型成像測光方式所採用之兆赫脈衝光源22, 一般而言 ，常採用半導體光開關元件。 半導體光開關元件，係在半導體材料上形成天線（例 如金屬合金天線），此種半導體被可見光脈衝雷射21所發 射的可見光脈衝21b所照射時，具有可高速光回應的特性 。可見光脈衝21b，是爲上述之稱爲「輸入脈衝」者。此 外，亦可採其他方式，將可見光脈衝照射在化合物半導體 來產生兆赫脈衝光22a。 用來構成測光光學系統23a之兆赫光學元件（偏軸置 物面鏡），係採用已施以防氧化處理之鋁蒸鍍鏡面、金蒸 鍍鏡面、銀蒸鍍鏡面之至少一種。又，測光光學系統23a 之構成，亦可爲矽質透鏡、鍺質透鏡、聚乙烯透鏡等所組 合之物。偏光鏡係使用線柵(wire grid)。 兆赫脈衝檢測器26，可選用與兆赫脈衝光源22同型 之半導體光開關元件。此半導體光開關元件，在僅由穿透 π 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·1111111. 571106 A7 _____B7_____ 五、發明說明（/ ^> ) •脈衝光25a所照射而不被取樣脈衝21a照射時將產生電場 。此時之半導體光開關元件並無電流的流動。然而當取樣 脈衝21a照射於正被穿透脈衝光25a所照射的半導體光開 關元件時，此時，取樣脈衝21a成爲觸發(trigger)，藉由脈 衝21a產生光生成載子，隨著接受半導體晶圓25的穿透脈 衝光25a所生電場強度而產生對應的電流。又藉著鎖定放 大器（未圖示）將此電流予以放大，將電流値（對比於電 場強度値）儲存在上述之測量•記憶裝置7(圖3)。 此處所說之電流値，係與穿透半導體晶圓25之穿透脈 衝光25a的電場強度成正比。測量•記憶裝置7，係測量 穿透脈衝光25a之電場強度。 又，測量•記憶裝置7，係一邊藉著時間延遲可動鏡 24來變化傳送取樣脈衝21a之時刻，一邊讀取電流値，來 測量穿透脈衝光25a之電場強度。 具體而言，乃是將取樣脈衝21a輸入兆赫脈衝檢測器 26之時刻逐步挪移At，讀取對應時刻之穿透脈衝光25a的 電場強度。將此動作反覆k次，即可讀取從時刻t。至時刻 U之（圖4(a))的電場強度。再者，爲了取得二維投影圖 像，在半導體晶圓25的全面重覆執行上述動作，直至相當 於所需的畫素數(即u」次）。 又，亦有先固定時刻t。而讀取全畫素的電場強度之後 ，將取樣脈衝的輸入時刻挪移At來讀取全畫素的電場強度 的方法。所讀取之電場強度的數値資料係儲存於測量·記 憶裝置7(圖3)。 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571106 A7 _____B7____ 五、發明說明（/“ 其結果，可取得如圖9所示之穿透脈衝光25a的電場 強度之時序波形。圖9所示，係沿時間軸觀測一畫素(au)之 電場強度的時序波形的例子。兩條曲線E_(t)，E4t) ’乃 是分別表示將半導體材料25插入及不插入測光光學系統 23a的光路時呈現之波形。 藉著將此時序波形透過資料處理裝置8(圖3)予以傅利 葉轉換，可取得式（1)所定義之電場強度的振幅與相位之頻 率依存性。圖10所示係電場強度之振幅的頻率依存性。兩 條曲線ΙΕ _(ω)Ι，ΙΕ 4ω)Ι，係分別對應於將半導體材料 25插入及不插入測光光學系統23a的光路時之時序波形。 同樣的，亦可取得電場強度的相位之頻率特性。 測定之順序，係先不使半導體材料25插入測光光學系 統23a(圖8)的光路，在此情況下測定時序波形E ，取 得參照用的振幅ΙΕ 4ω)Ι及相位0^。接著，使半導體材 料25插入測光光學系統23a的光路，在此情況下測定時序 波形E ，取得被測定物插入時振幅IE sam(o)|及相位 0 sam(參照圖9，圖10)。 之後，將所取得的ΙΕ 4ω)Ι，ΙΕ ^(ω)卜0ref，0sam的 測定値代入下述式（14)及式（15)，可藉而取得半導體材料25 的複折射率n+ik。式（14)及式（15)，乃是將上述的式(4)及式 (5)變形所得者。 (14) α ω 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------. 571106 A7 B7 五、發明說明（

In ㈣m⑻丨 4η \ΕΓβ/(ω)\ (15) 再者，若將所取得之複折射率n+ik代入上述之式子 (10)，可取得載子的散亂時間r。一旦載子的散亂時間r 被求出，再利用上述之式子⑼求得載子密度N，利用上述 之式（11)〜式（13)，可算出遷移度#、電阻係數P、導電度 σ。將與所取得之電氣特性相關之參數値透過濃淡圖像或 彩色圖像來表示，可獲得二維投影圖像。 圖11所示，係以可見光觀察半導體晶圓之中的電氣特 性爲相異之領域時的照片(a)，以及以兆赫脈衝光來觀察時 的二維投影圖像(b)。圖11(b)所示，係相對於電氣特性參數 之電阻係數σ的二維投影圖像，左半邊與右半邊之對比的 差異即表示電阻係數σ的差異，可明確地顯示出η型半導 體及Ρ型半導體。 由本實施形態可了解，本發明之電氣特性評價裝置， 對於半導體材料的電氣特性參數之評價方法而言爲一極爲 有效的手段。 以上，係以掃描型成像方式之實施形態說明，然而， 可採非掃描型成像方式之成像光學系統，藉以大幅縮短測 量時間。 其次’將以另一種測光光學系統，即非掃描型成像測 光方式，來進行說明。圖12所示，乃是用來說明非掃描型 成像測光方式之示意圖。如圖所示，此種方式乃是將兆赫 脈衝光的光束直徑予以擴大作爲放大光束，而分批照射於 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂ί 571106 A7 ________Έ.__ 五、發明說明（/介） •半導體材料15的全體來取得穿透影像。 接著，藉由成像攝影機36(成像光學系統+二維攝像元 件)及電腦20A來分批測量出穿透脈衝光的χ_γ面內之電 場強度分布。此種方式的優點，乃是在於無須以機械式掃 描機構來移動被測定物（半導體材料15)，因之，可在極 短時間內取得穿透影像。 一邊調整由時間延遲裝置（未圖示）傳送至成像攝景多 機36的取樣脈衝時刻At，一邊測量X-Y面內的電場強度 分布，以獲得時序穿透影像。 與掃描型成像測光方式相同，在電腦20A執行傅利葉 轉換，可藉而取得二維投影圖像（分光圖像）。又，改變 半導體材料15相對於兆赫脈衝光的角度，藉由電腦將各角 度之二維投影圖像實施代表於拉頓變換的線型轉換運算， 可取得三維斷層像。 圖13所不，係藉本發明之非掃描型成像做法所得之電 氣特性評價裝置之示意構成圖。測定室11，係由兆赫脈衝 光源12、試料室13、以及影像檢測器16 (二維攝像元件 )所構成。測定室11之影像檢測器16，係與電腦20A相 連接。 在試料室13之中，係收容有：對半導體材料15的全 體予以測光之測光光學系統13a，以及使半導體材料15之 穿透脈衝光成像的成像光學系統14;此等之光學系統的作 用乃是爲了要分批取得兆赫頻域之半導體材料15的二維投 影圖像。 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -• — 丨 1 ---—訂--------- 571106 A7 ________B7___ 一 五、發明說明（/f ) 由兆赫脈衝光源12所產生之兆赫脈衝光，藉測光光學 系統13a而形成放大光束，分批照射在半導體材料15的整 體’穿透過半導體材料丨5而藉成像光學系統14成像，然 後入射於影像檢測器16(光檢測機構）。如同先前所述，影 像檢測器16係分批檢測穿透影像，將等比於電場強度的訊 號送至電腦20A。 電腦20A的結構，乃是包括測量•記憶裝置π、資料 處理裝置18、運算裝置19、圖像處理裝置20。 測量•記憶裝置17，乃是讀取由影像檢測器16所檢 測之穿透影像，取得穿透脈衝光之電場強度分布的同時， 測量及記憶其時序波形的裝置。資料處理裝置18，乃是對 每一畫素之時序波形進行傅利葉轉換，轉換成頻率光譜後 得到分光穿透率圖像（分光圖像）之裝置。測量•記憶裝 置17及資料處理裝置18係對應於兆赫時域測量機構。 運算裝置19(運算機構），乃是基於資料處理裝置18 所求得之分光穿透率圖像，利用後述得魯特的光吸收理論 ，計算出半導體材料15中的載子密度、遷移度、電阻係數 、及導電度的裝置。 圖像處理裝置20,乃是利用經運算裝置19所取得之 上述數値資料，來取得與電氣特性相關之二維投影圖像（ 分光圖像)的裝置（圖像處理機構）。又，圖像處理裝置2〇 ，亦是將一維投影圖像藉電腦的數位圖像處理而再構成， 以重現半導體材料內部的三維斷層像的裝置（申請專利範 圍第8項的電腦繪圖機構）。 22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 1 1 — I — 1 I 訂· —---1 I I I. 本紙張尺度中國國家標準（CNS)M^^10 x 297公爱）--— -----^-1 571106 A7 _______B7__ 五、發明說明（>〇) 非掃描型成像方式的問題在於，兆赫脈衝光的影像檢 測器16，現今並不存有可直接接受兆赫脈衝光的二維攝像 元件。但是，可藉著採用文獻（Q.Wu et. al. Appl. phys. Lett.Vol.69, Νο·8, Ρ·1026( 1996))所揭示的電氣光學取樣方 式，來達成即時的兆赫成像。 原理上，其爲將半導體材料的兆赫穿透影像映照在由 電氣光學結晶所製的成像台(imaging plate)上，利用帕克爾 效應(pockets effect)，亦即電氣光學結晶的折射率隨兆赫脈 衝光的電場強度而變化的效果，將兆赫脈衝光的影像資訊 轉換爲可見光的偏光資訊之圖像化之方法。藉由建構出兼 具此測量機構與採用得魯特的光吸收理論之解析機構所成 的裝置，可即時實施半導體材料的電氣特性評價。 又，在上述實施形態之中，雖說明在計算半導體材料 的載子密度、遷移度、電阻係數、導電度之時，採用得魯 特的光吸收理論之解析方法（圖6)，然而，亦可採用顧 及半導體材料內部的格子振動與自由載子的存在之介電函 數理論，來代替得魯特的光吸收理論。介電函數理論之適 用，在格子振動對紅外活性（吸收紅外線電磁波）之化合 物半導體時尤爲有效。 圖14所示係藉掃描型成像方式之電氣特性評價裝置的 示意構成圖。圖14所示之測定室41、電腦45A內的測量 •記憶裝置42、資料處理裝置43、及圖像處理裝置45， 係分別與圖3所示之測定室1、測量•記憶裝置7、資料處 理裝置8、及圖像處理裝置1〇爲相同構成。以下，將以圖 23 本『張尺度適用中賴家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) — f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 零 · H 1_1 ϋ n n I n^-OJ· n n n n I n n · 571106 A7 B7 五 、發明說明（v|) 14所示之電氣特性評價裝置的特點所在之運算裝置44爲 主要的說明標的。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 運算裝置44(運算機構），乃是根據資料處理裝置43所 取得的分光穿透率之頻率依存性，利用後述的介電函數理 論，計算出半導體材料5的載子密度、遷移度、電阻係數 及導電度的裝置。由運算裝置44所取得之數値資料，在圖 像處理裝置45被二維投影圖像化，又，藉由電腦上的數位 圖像處理而再構成，重現出半導體材料內部的三維斷層像 〇 圖15:所示，乃是在圖14的電氣特性評價裝置中，用 以算出半導體材料5的電氣物性値（載子密度、遷移度、 電阻係數、導電度等）時，其解析方法的順序之程序圖。 圖15所示之解析順序中，S11〜S13，S15〜S17，係各自與 圖6所示之S1〜S3，S5〜S7相同。在此處將以圖15所示 之S14(運用介電函數理論的步驟）爲主要的說明標的。爲 便於說明，考慮單一畫素。 經圖15的Sll、S12所求得之半導體材料的複折射率 n+ik與複介電係數ε (ω )之一般關係，如同以上所揭示 ’係以上述之式(6)所表不（圖15的S13)。 又，以雜質添加於半導體材料（化合物半導體材料） ，來產生載子時，由介電函數理論所導出的複介電係數ε ( ω)，係以下式（16)來表示。 ω

Scom 4πΝβ -co2 - ίωγ m ω{ω^ϋτ) (16) 由上述之式（6)與式（16)的關係’可得到以下之式 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 B7 五、發明說明（>>) • (17)及式（18)(圖15的S14)。式（17)、式（18)之光學介 電係數ε 〇〇、光學格子振動之振動數ω τ。、衰減因子r ' 振子強度S、及載子的有效質量m*，係爲物質常數，其數 値則因化合物半導體之不同而有所差異。 -k1 8ω2τ〇{(Χ)2τ〇 —co2) ΑπΝβ1

Ink {ω2τ〇 -ω1)2 +ω2γ2 8ω2τ〇(〇γ ^πΝβ1 {\Λ-ω2τ2) (17) (ω2το -ω2)2 +ω2χ2 ω(1 + ω2τ2) (18) 由於藉兆赫時域測量機構（圖14的測量•記憶裝置 42及資料處理裝置43)可實測半導體材料的複折射率n+ik( 圖15的S12)，所以在上述式（17)及式（18)之未知數，係爲 載子密度N與載子的散亂時間τ。 連立上述式（17)及式（18)，可將載子的散亂時間τ與複 折射率n+1k的關係，以下式的式（19)之分析式來解析表示 —n2 ^-k2^jico^T〇 —co2^f +ά)2^2|+ Scl)2to(〇)2to — co2 2nk\ -ω ^ω2χ2\-8ω: τού)/ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼ · n H ϋ n n ft n · n ϋ ϋ n I ϋ ϋ I · (19) 是以，由上述之式（19)求得載子的散亂時間r (18)的關係可求得載子密度N的値（圖15的S15)。 又，將所取得之載子密度N及載子的散亂時間τ的値 ，代入歐姆法則（上述之式（11)〜式(13)(圖15的S16)， 可算出遷移度A、電阻係數P、導電度σ (S17)。 經過以上之順序所取得的數値，由圖14之運算裝置 44輸出至圖像處理裝置45 ’經由圖像處理裝置45予以濃 由式 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 -------- 五、發明說明（>^ ) •淡圖像化或彩色圖像化，可取得與半導體的電氣特性參數 (載子密度N、遷移度A、電阻係數P、導電度σ)相關、、車 之一維投影圖像。 又’改變兆赫脈衝光對半導體材料的照射角度來取胃 數張的二維投影圖像，藉著實施代表於拉頓轉換的線型_ 換運算’可取得與半導體材料的電氣特性參數（載子密& Ν、遷移度ν、電阻係數ρ、導電度σ )相關的三維斷層 像（圖像處理裝置45)。 再者，在求取上述式（17)與式（18)之二個未知數値 子密度Ν〔載子的散亂時間r )時，亦可將未知數Cn，τ )視爲最佳化參數來使用，實施一般非線性最小平方法等之 最佳化運算。 此外’不限於上述的掃描型成像方式（圖14)，即使 採用非掃描型成像方式之成像光學系統，亦可用介電函數 理論來算出半導體材料（化合物半導體材料）之載子密度 、遷移度、電阻係數、導電度。 圖16所示，係藉由非掃描型成像方式所構成之電氣特 性評價裝置的示意構成圖。圖16所示之測定室51與電腦 55Α內的測量•記憶裝置52、資料處理裝置53、及圖像處 理裝置55，其構成係各自等同於圖13所示之測定室η、 測量•記憶裝置17、資料處理裝置18、及圖像處理裝置 20。在此處’係以圖16所示之電氣特性評價裝置之特徵所 在的運算裝置54作爲主要說明標的。 運算裝置54(運算機構），係根據資料處理裝置53所取 26 ^張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} · I I I----^ · I-------· 571106 A7 _ B7________ 五、發明說明（4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 得之分光穿透率圖像（分光圖像），利用上述之介電函數 理論，來算出半導體材料15的載子密度、遷移度、電阻係 數、導電度之裝置。透過運算裝置54所取得之數値，在圖 像裝置裝置55被二維投影圖像化，進一步，藉著電腦上的 數位圖像處理而再構成，來重現半導體材料內部的三維斷 層像。 若是藉由此種非掃描型成像方式，除了可將兆赫脈衝 光分批照射於半導體材料15的全體，尙能分批測量穿透脈 衝光的X-Y面內的電場強度分布（穿透影像），是以，可 大幅縮短'測量時間。 在上述的實施形態之中，雖具體說明了如何從穿透半 導體材料的兆赫脈衝光（穿透脈衝光、穿透影像）求出分 光穿透率或分光穿透率圖像，以作爲測量•評價半導體材 料的電氣特性參數之裝置，然而，本發明亦可適用於，根 據從半導體材料所反射的兆赫脈衝光（反射脈衝光、反射 影像）來求出分光反射率或分光反射率圖像，而測量•評 價半導體材料的電氣特性參數的裝置上。 【發明之效果】 依據本發明之電氣特性評價裝置以及電氣特性評價方 法’可使用對半導體材料的電氣特性極其敏感的兆赫頻域 之光，根據穿透或反射的兆赫脈衝光的蘊含資訊來算出與 半導體的電氣特性相關的載子密度、遷移度、電阻係數、 導電度。從而，可在完全避免接觸及破壞半導體材料的情 況下，實施簡便且即時的測量·評價。 27 __________ -一 - - --------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 ___B7___ 五、發明說明（4) 又，藉著例用兆赫頻域測量機構及得魯特的解析方式 或介電函數理論，可易於從半導體材料的複折射率算出光 吸收係數。 再者，藉著以二維圖像來呈現電氣物性値的空間分布 ，可縮短測量•評價的時間。 又，藉聚光光束的利用、及具備機械式的掃描機構， 可任意選擇半導體材料的測量區域。 又，藉著使用放大光束來分批照射半導體材料的全面 ，且具備二維光檢測機構(可分批檢測出來自放大光束所照 射的半導體材料全面之穿透脈衝光或反射脈衝光），可在短 時間內完成光的檢測。 【圖式之簡單說明】 圖1係用來說明本實施形態之電氣特性評價裝置的掃 描型成像測光方式之示意圖。 圖2係用來說明本實施形態之電氣特性評價裝置之時 序波形測量的原理之方塊圖。 圖3係本實施形態之掃描型成像測光方式的電氣特性 評價裝置之全體構成圖。 圖4係表示本實施形態之電氣特性評價裝置之時序穿 透影像(a)與分光特性(b)的關係圖。 圖5所示係本實施形態之電氣特性評價裝置所運用的 解析方式的原理圖。 圖6所示係本實施形態之電氣性評價裝置所運用的解 析方式（運用得魯特的光吸收理論）之程序圖。 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂-------- 571106 A7 _ B7______ 五、發明說明（^) 圖7所示係藉本實施形態之電氣特性評價裝置來取得 三維斷層像之過程的示意圖。 圖8所示係本實施形態之掃描型成像測光方式的電氣 特性評價裝置之構件構成的全體圖。 圖9係藉本實施形態之電氣特性評價裝置所取得的電 場強度的時序波形。 圖10係以本實施形態之電氣特性評價裝置所取得之電 場振幅之頻率依存性的圖。 圖11所示係以本實施形態之電氣特性評價裝置所取得 之半導體的電氣特性之圖像。 圖12係用來說明本實施形態之電氣特性評價裝置的非 掃描型成像測光方式之示意圖。 圖13係本實施形態之非掃描型成像測光方式的電氣特 性評價裝置之全體構成圖。 圖14係採用掃描型成像測光方式的電氣特性評價裝置 之另—構成圖。 圖15所示係電氣特性評價裝置的另一解析方法（蓮用 介電函數理論）之程序圖。 圖16所示係運用非掃描型成像測光方式的電氣特性評 價裝置之其他構成圖。 【符號說明】 1，11，41，51 測定室 2,12,22 兆赫脈衝光源 3,13 試料室 29 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 零裝

-----訂-I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A7 B7 、發明說明（V7]) 3a，13a, 23a 測光光學系統 4 機械式掃描機構（X-Y平台） 5,15,25 半導體材料 6,26 兆赫脈衝檢測器 7,17,42,52 測量•記憶裝置 8,18,43,53 資料處理裝置 9,19,44,54 運算裝置 10,20,45,55 圖像處理裝置 10A，20A，45A，55A 電腦 14 ♦ 成像光學系統 16 影像檢測器 21 毫微秒可見光脈衝雷射 24 時間延遲可動鏡 27 時間延遲裝置 28 半透鏡 36 成像攝影機 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 571106 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1·一種半導體之電氣特性評價裝置，其特徵在於，具 備： 兆赫脈衝光源，係用以將兆赫脈衝光照射在半導體材 料； 光檢測機構，係用以檢測來自前述半導體材料的穿透 脈衝光或反射脈衝光； 兆赫時域測量機構，係自前述穿透脈衝光或反射脈衝 光的電場強度之時序波形取得分光穿透率或分光反射率； 以及 運算機構，係根據前述分光穿透率或分光反射率來計 算出前述半導體材料的電氣特性參數。 2·如申請專利範圍第1項之半導體之電氣特性評價裝 置，其中，前述運算機構，係實行根據得魯特(Drude)的光 吸收理論之解析做法。 3.如申請專利範圍第1項之半導體之電氣特性評價裝 置，其中，前述運算機構，係實行根據介電函數理論之解 析做法。 4·如申請專利範圍第1項之半導體之電氣特性評價裝 置，係進一步具備圖像處理機構，其將前述電氣特性參數 以空間分布的方式來二維圖像化。 5·如申請專利範圍第2項之半導體之電氣特性評價裝 置，係進一步具備圖像處理機構，其將前述電氣特性參數 以空間分布的方式來二維圖像化。 6·如申請專利範圍第3項之半導體之電氣特性評價裝 -------I-----III--------I---—Aw. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571106 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 置，係進一步具備圖像處理機構，其將前述電氣特性參數 以空間分布的方式來二維圖像化。 7·如申請專利範圍第1〜6項中任一項之半導體之電氣 特性評價裝置，係進一步具備： 聚光光學系統，係將前述兆赫脈衝光聚光然後將聚光 光束導入前述半導體材料；以及 機械式掃描機構，係使得前述聚光光束與前述半導體 材料在前述半導體材料的表面內作相對移動。 8·如申請專利範圍第1〜6項中任一項之半導體之電氣 特性評價裝置，係進一步具備放大光學系統，其將前述兆 赫脈衝光的光徑放大後將放大光束同時引導至前述半導體 材料的全面； 前述光檢測機構，係二維光檢測機構，其將前述放大 光束所照射的前述半導體材料之穿透脈衝光或反射脈衝光 以二維方式來檢測。 9·如申請專利範圍第7項之半導體之電氣特性評價裝 置，係進一步具備： 旋轉機構，係讓前述聚光光束與前述半導體材料作相 對旋轉；以及 電腦繪圖機構，係由各個旋轉角度之複數的前述二維 圖像來合成三維斷層像。 10.如申請專利範圍第8項之半導體之電氣特性評價 裝置，係進一步具備： 旋轉機構’係讓前述聚光光束與前述半導體材料作相 2 1¾尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐1 --------1---------^ —Awl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 571106 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 對旋轉；以及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電腦繪圖機構，係由各個旋轉角度之複數的前述二維 圖像來合成三維斷層像。 11. 一種半導體之電氣特性評價方法，其特徵在於，係 將兆赫脈衝光聚光後將聚光光束照射於半導體材料，接著 使前述聚光光束與前述半導體材料在前述半導體材料的表 面內作相對移動，然後依序檢測來自前述半導體材料的各 點之穿透脈衝光或反射脈衝光，再由前述穿透脈衝光或反 射脈衝光的電場強度之時序波形計分別算出分光穿透率或 分光反射率，根據前述分光穿透率或分光反射率來算出前 述半導體材料的電氣特性參數。 12. —種半導體之電氣特性評價方法，其特徵在於，係 將兆赫脈衝光的光徑放大後將放大光束分批照射於半導體 材料的全面，接著分批檢測出來自前述放大光束所照射的 前述半導體材料之穿透脈衝光或反射脈衝光，再由前述穿 透脈衝光或反射脈衝光的電場強度之時序波形分別算出分 光芽透率或分光反射率，根據前述分光穿透率或分光反射 率來算出前述半導體材料的電氣特性參數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13. 如申請專利範圍第11項或12項之半導體之電氣特 性評價方法，係根據：將前述半導體材料插入用以檢測前 述穿透脈衝光或反射脈衝光之光路的狀態下之前述電場強 度的時序波形、以及將前述半導體材料由前述檢測光路取 出之狀態下之電場強度的時序波形，來算出前述分光穿透 率或前述分光反射率。 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）