TWI551871B - Oxide semiconductor evaluation device and method thereof - Google Patents

Description

氧化物半導體評估裝置及其方法

本發明係有關能夠相對地評估氧化物半導體之移動度之氧化物半導體評估裝置及氧化物半導體評估方法。

含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)等之氧化物半導體，係具有電場效果移動度(移動度)高等、優良的半導體特性。因此，探討將氧化物半導體適用於主動矩陣型顯示器的驅動元件等。特別是，氧化物半導體，由於能夠在低溫下成膜、而且光學能帶隙大，所以可以在塑料基板或薄膜基板等成膜，因此緣故，也探討研究使用此類基板之可撓性顯示器或透明顯示器等。

此類氧化物半導體之應用方面，有必要因應其做法之不同而改變氧化物半導體組成之組合或含有量等，而在探討最適的組合時，就必須檢查載子壽命(carrier lifetime)或移動度等之電性特性。

於是，為了求出這樣的氧化物半導體的電性特性，在專利文獻1，基於其發明人下述的見解，被提出了利用微波光電導衰減法(μ-PCD法)之氧化物半導體薄膜之評估方 法。

前述專利文獻1之發明人等發現：(1)氧化物半導體薄膜之移動度與壽命值具有高度正相關；(2)氧化物半導體薄膜之移動度與反射率的峰值具有高度正相關。接著，前述專利文獻1之發明人等提出一種氧化物半導體薄膜之評估方法，藉由在對被形成氧化物半導體薄膜之試料照射激發光及微波、測定隨前述激發光的照射而變化之前述微波的從前述氧化物半導體薄膜的反射波的最大值之後，停止照射前述激發光，測定停止照射前述激發光後之前述微波的從前述氧化物半導體薄膜的反射波的反射率之變化，由前述測定出的數值算出壽命值，而判定前述氧化物半導體薄膜的移動度之氧化物半導體薄膜之評估方法。此外，前述專利文獻1之發明人等係提出一種氧化物半導體薄膜之評估方法，藉由對被形成氧化物半導體薄膜之試料照射激發光及微波、測定隨前述激發光的照射而變化之前述微波的從前述氧化物半導體薄膜的反射波的最大值，而判定前述氧化物半導體薄膜之移動度之氧化物半導體薄膜之評估方法。

又，利用對氧化物半導體薄膜試料照射之激發光，被氧化物半導體薄膜吸收而生成過剩載子(激發載子)，而過剩載子密度的增加同時其消失速度也增加，在載子注入速度與消失速度成為相等之場合下，過剩載子密度成為固定的峰值。接著，習知在該過剩載子的生成與消滅之速度相等時形成飽和並維持固定數值，但，在停止激發光的照射 時，隨著過剩載子的再結合、消滅，過剩載子會減少，最後則回到激發光照射前的數值。前述μ-PCD法就是基於這樣的現象而求出載子壽命之方法。

可是，本案發明人，在進行氧化物半導體厚度的種種變更、採用μ-PCD法來評估氧化物半導體後，發現微波的反射率的峰值會因氧化物半導體厚度之不同而改變。因此，前述專利文獻1所揭示之氧化物半導體薄膜之評估方法，係能在厚度互為相同的複數氧化物半導體彼此予以評估，而前述專利文獻1所揭示之氧化物半導體薄膜之評估方法，在考慮其厚度之點上，則有改善之餘地。

[先前技術文獻]

[專利文獻1]日本特開2012-33857號公報

本發明有鑑於上述情事，其目的在於提供一種藉由進而考慮到氧化物半導體的厚度，而能夠精確度更佳地評估前述氧化物半導體的移動度之氧化物半導體評估裝置及氧化物半導體評估方法。

關於本發明之氧化物半導體評估裝置及氧化物半導體評估方法，係對評估對象之氧化物半導體照射指定波長光與指定測定波，測定在前述氧化物半導體被反射之前述測定波的反射波。此外，測定前述氧化物半導體的厚度。接著，根據該被測定的前述氧化物半導體的厚度，補正前述反射波的強度。從而，關於本發明之氧化物半導體評估裝 置及氧化物半導體評估方法，由於藉由進而考慮到前述氧化物半導體的厚度來評估前述氧化物半導體的移動度，所以能夠精確度更佳地評估前述氧化物半導體的移動度。

本發明之前述以及其他之目的、特徵及優點，應可藉由以下之詳細記載以及附圖而清楚說明。

1‧‧‧光源部

2‧‧‧測定波照射部

3‧‧‧反射波測定部

4‧‧‧厚度測定部

5‧‧‧控制處理部

6‧‧‧輸入部

7‧‧‧輸出部

8‧‧‧介面部(IF部)

9‧‧‧記憶部

10‧‧‧工作台控制器(stage controller)

11‧‧‧移動台

21‧‧‧測定波生成部

22‧‧‧循環器(circulator)

23‧‧‧導波管

231‧‧‧開口部

232‧‧‧開口部

圖1係顯示實施形態之氧化物半導體評估裝置之構成圖。

圖2係顯示實施形態之氧化物半導體評估裝置之動作流程圖。

圖3係顯示氧化物半導體之反射率的時間變化圖。

圖4係顯示考慮氧化物半導體厚度之場合下移動度與峰值(補正峰值)之關係圖。

圖5係顯示氧化物半導體各試料之厚度與移動度之關係圖。

圖6係顯示不考慮氧化物半導體厚度之場合下移動度與峰值之關係圖。

以下，根據圖面說明關於本發明之一實施形態。又，於各圖賦予相同符號的構成，顯示其為同一構成，而適當省略其說明。於本說明書，在總稱的場合顯示省略下標之參照符號，指出個別構成的場合則顯示附加下標的參照符 號。

圖1係顯示實施形態之氧化物半導體評估裝置之構成圖。本實施形態之氧化物半導體評估裝置，係一種利用微波光電導衰減法(μ-PCD法)來評估評估對象之氧化物半導體的移動度之裝置，在評估前述移動度時，考慮到前述氧化物半導體的厚度之裝置。這樣的實施形態之氧化物半導體評估裝置D，例如，如圖1所示，具備：光源部1、測定波照射部2、反射波測定部3、厚度測定部4、與控制處理部5；於圖1所示之例進而具備：輸入部6、輸出部7、介面部(IF部)8、記憶部9、工作台控制器(stage controller)10、與移動台11。

光源部1，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制而對評估對象之氧化物半導體SP照射指定波長光裝置，相當於光照射部之一例。光源部1可以是具備例如燈與濾波器之光源裝置等，本實施形態方面，則是由具備可得到比較大的輸出之、發出脈衝狀雷射光之雷射光源裝置而構成。光源部1的前述指定波長，例如，以具有評估對象之氧化物半導體的能帶隙以上的能量之方式，因應評估對象之氧化物半導體的種類而適宜地選擇。例如，氧化物半導體SP為後述一例之、由銦、鎵、鋅及氧所構成之非晶質半導體之IZSO之場合下，光源部1的前述波長最好是例如349nm。

評估對象的氧化物半導體SP，係被形成在例如玻璃基板等基板上之氧化物半導體薄膜。氧化物半導體，例 如，係包含從銦、鎵、鋅及錫所構成的群選擇而來的至少1種以上組合物，更具體而言，例如，可列舉銦氧化物、銦-錫氧化物、銦-鋅氧化物、銦-錫-鋅氧化物、銦-鎵氧化物、鋅-鎵氧化物、銦-鎵-鋅氧化物、鋅氧化物，其一例為上述之IZSO。

測定波照射部2，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制而對氧化物半導體SP照射指定測定波之裝置。更具體而言，測定波照射部2，如圖1所示，係具備測定波生成部21、循環器(circulator)22、與包含導波管天線之導波管23(23-1~23-3)而構成。

導波管23係形成引導測定波或其反射波的傳播路之構件，本實施形態係具備第1至第3導波管23-1~23-3。本實施形態中，由於測定波為微波，所以導波管23係微波導波管。

測定波生成部21，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制而生成指定測定波之裝置。前述指定測定波為電磁波即可，但是，由於本實施形態的氧化物半導體評估裝置D是利用μ-PCD法，所以前述指定測定波為微波，測定波生成部21，例如，係具備採用頻率26GHz的耿氏二極體(Gunn diode)等之、生成微波之微波震盪器而構成。測定波生成部21，係介著第1導波管23-1而接續在循環器22的1個端子；從測定波生成部21放射的測定波，則介著第1導波管23-1而射入循環器22。

循環器22係具有3個以上端子(埠；port)，為不可逆 地將一端子的輸入循環地往其他端子輸出之裝置，本實施形態中，具備3個之第1至第3端子，是將射入第1端子的測定波往第2端子射出、將射入第2端子的測定波往第3端子射出之光學元件。循環器22的第1端子係介著第1導波管23-1而接續在測定波生成部21；其第2端子係接續在也用作導波管天線之第2導波管23-2；接著，其第3端子係介著第3導波管23-3而接續在反射波檢出部3。

第2導波管23-2也作為導波管天線之功能，將測定波往評估對象之氧化物半導體SP放射，而且，接收在前述氧化物半導體SP反射之測定波的反射波。第2導波管23-2的一方端係如上述接續在循環器22的第2端子，其另一方係以略90度彎曲並沿著前述氧化物半導體SP的法線方向配設，在其先端則形成開口之開口部231。前述測定波係從該開口部231往前述氧化物半導體SP被放射，在前述氧化物半導體SP反射之測定波的反射波則在該開口部231被接收。接著，在第2導波管23-2之以前述略90度彎曲之彎曲部，形成為了將由光源部1放射出的光導引到第2導波管23-2內之、開口之開口部232。

又，也可以在第2導波管23-2，以在反射波檢出部3能夠更良好地測定在前述氧化物半導體SP反射之測定波的反射波之方式，介設調整測定波的磁場與電場之E-H調整器。

反射波測定部3，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制來測定在前述氧化物半導體SP被反射的 前述測定波的反射波之裝置。本實施形態方面，因為測定波為微波，所以，反射波檢出部3被構成具備微波檢出器，測定反射波的強度、求出反射波的反射率。反射波檢出部3，係將該求出的反射波的反射率往控制處理部5輸出。又，也可以是反射波測定部3測定反射波的強度、將該測定的反射波的強度往控制處理部5輸出，而控制處理部5求出反射波的反射率。

厚度測定部4係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制，來測定利用光源部1照射之沿著光的行進方向的方向之評估對象的氧化物半導體SP的厚度之裝置。厚度測定部4，例如，係利用所謂的干涉分光法之膜厚計。或者例如，厚度測定部4係所謂的分光橢圓偏光儀(ellipsometer)。在具備利用前述分光干涉法的膜厚計來構成厚度測定部4之場合下，吸收係數α是有將文獻等的數值從輸入部6輸入之必要，而在具備前述分光橢圓偏光儀來構成厚度測定部4之場合下，分光橢圓偏光儀係測定氧化物半導體SP的厚度、進而能夠測定前述氧化物半導體SP的消光係數k，吸收係數α則可以用α=4πk/λ而求出。λ係從光源部1被放出的光的波長。消光係數k係分光橢圓偏光儀之測定結果，為對應於從光源部1被放出的光的波長之數值。以此方式，由於能夠省去從輸入部6將吸收係數輸入之工時、求出評估對象本身的吸收係數α，而能夠更精確度良好地評估評估對象本身的移動度。為此，具備分光橢圓偏光儀來構成厚度測定部4更好。

輸入部6，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制，例如，將指示氧化物半導體SP的評估開始的指令等各種指令，以及，在例如評估對象的氧化物半導體SP的識別符號之輸入、或在評估例如吸收係數α等的移動度方面必要的各種資料輸入氧化物半導體評估裝置D之裝置，例如，被分配指定功能的複數之輸入開關、或鍵盤、或滑鼠等。輸出部7，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制，將從輸入部6被輸入的指令或資料、以及、將根據氧化物半導體評估裝置D被評估的移動度的評估輸出之裝置，例如CRT顯示器、LCD及有機EL顯示器等顯示裝置或印表器等印刷裝置等。

又，亦可由輸入部6及輸出部7構成觸控面板。在構成該觸控面板之場合下，輸入部6係檢測出例如電阻膜方式或靜電電容方式等的操作位置並進行輸入之位置輸入裝置，輸出部7為顯示裝置。該觸控面板方面，係在顯示裝置的顯示面上設置位置輸入裝置，在顯示裝置顯示可以輸入的1或複數個輸入內容的候補，當使用者觸碰顯示想要輸入的輸入內容之顯示位置時，利用位置輸入裝置檢測出其位置，把在檢測出的位置被顯示的顯示內容作為使用者的操作輸入內容而被輸入氧化物半導體評估裝置D。這樣的觸控面板，由於使用者可以憑直覺容易理解輸入操作，對使用者而言提供了容易操作的氧化物半導體評估裝置D。

IF部8，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5 的控制，於與外部機器之間進行資料的輸出入之電路，例如，串列通訊方式之RS-232C介面電路、採用Bluetooth(登陸商標)規格之介面電路、進行IrDA(Infrared Data Asscoiation)規格等紅外線通訊之介面電路，以及，採用USB(Universal Serial Bus)規格之介面電路等。

記憶部9，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制，記憶各種指定的程式以及各種指定的資料之電路。在前述各種指定的程式，例如，包含供評估氧化物半導體的移動度用之評估程式、或因應該功能來控制各部之控制程式等控制處理程式。這樣的記憶部9，係具備例如非揮發性記憶元件之ROM(Read Only Memory)或可以重寫的非揮發性記憶元件之EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等。接著，記憶部9，係包含記憶前述指定的程式在實行中所產生的資料等之形成所謂的控制處理部5的工作記憶之RAM(Random Access Memory)等。

移動台11，係接續在工作台控制器10，依照工作台控制器10的控制，而在直交於評估對象的氧化物半導體SP的厚度方向之水平方向移動前述氧化物半導體SP之裝置。移動台11，例如，係具備供載置評估對象之氧化物半導體SP用之工作台(載置台)，與為了將前述工作台在前述水平方向移動、而在前述水平方向所包含的X方向及直交於該X方向的Y方向移動之XY移動機構部之XY台等。

工作台控制器10，係接續在控制處理部5，依照控制處理部5的控制，為了測定評估對象之氧化物半導體SP之複數個評估處，而以在前述水平方向移動前述氧化物半導體SP之方式，來控制移動台11的前述移動機構部之動作之裝置。

控制處理部5，係供將氧化物半導體評估裝置D的各部因應該各部的功能分別加以控制，且根據以反射波測定部3測定出的前述反射波的強度、與以厚度測定部4測定出的前述氧化物半導體SP的厚度，來評估前述氧化物半導體SP的移動度用之電路。控制處理部5，例如，係具備中央處理單元(CPU；Central Processing Unit)及其周邊電路而構成。在控制處理部5，係隨著控制處理程式被執行，而功能性地構成控制部51、取得部52、峰值演算部53、補正部54及評估部55。

控制部51，係供將氧化物半導體評估裝置D的各部因應該各部的功能分別加以控制用之部分。

取得部52，係隨介著工作台控制器10控制移動台11，而使氧化物半導體SP各位置分別與厚度測定部4的位置(測定位置)相互對齊，使厚度測定部4分別測定氧化物半導體SP各位置之各厚度，從厚度測定部4取得氧化物半導體SP各位置的各厚度。取得部52，係將測定之各位置與其厚度相互配對而記憶在記憶部9。接著，取得部52，係隨介著工作台控制器10控制移動台11，而使氧化物半導體SP各位置分別與第2導波管23-2開口部232的 位置(測定位置)對齊，使各光源部1及測定波照射部2照射各指定光及測定波，使反射波測定部3分別測定氧化物半導體SP各位置之測定波的反射波，從反射波測定部3取得氧化物半導體SP各位置之測定波的反射波強度(隨時間經過之反射波的強度變化)。接著，取得部52，係將測定之各位置與其反射波強度相互配對而記憶在記憶部9。

峰值演算部53，係分別在氧化物半導體SP各位置，從被記憶在記憶部9之前述反射波強度或其反射率(亦即，用反射波測定部3測定、利用取得部52取得之前述反射波強度或其反射率)，求出前述反射率的峰值。

補正部54，係藉由分別在氧化物半導體SP的各位置，將在峰值演算部53求出的峰值、依照記憶在記憶部9的氧化物半導體SP的厚度(亦即，在厚度測定部4被測定、以取得部52取得之氧化物半導體SP之厚度)來加以補正而求出補正峰值。更具體而言，補正部54，係在將前述峰值設為Pk、將氧化物半導體SP之吸收係數及厚度分別設為α及d之場合下，可由以下數式(1)將前述補正峰值Pkc求出。

Pkc=Pk/(1-exp(-αd))‧‧‧(1)

評估部55，係分別在氧化物半導體SP的各位置，根據在補正部54補正之補正峰值來評估氧化物半導體SP的移動度。評估方法，係利用前述專利文獻1揭示之方法。更具體而言，移動度會正比於補正峰值Pkc的大小(高度)而變大(變高)。從而，每一評估對象之氧化物半導體SP， 其各補正峰值Pkc的大小會被比較，利用排列遞升、或者遞減排列，能夠相對地評估評估對象之氧化物半導體SP間之移動度。

這樣的氧化物半導體評估裝置D，例如，係隨以下方式之動作來進行評估氧化物半導體的移動度。圖2係顯示實施形態之氧化物半導體評估裝置之動作流程圖。圖3係顯示氧化物半導體之反射率的時間變化圖。圖3之橫軸為時間，其縱軸為反射率。圖4係顯示考慮氧化物半導體厚度之場合下移動度與峰值(補正峰值)之關係圖。圖4之橫軸係以cm²/Vs單位表示之移動度(Mobility)，其縱軸為補正峰值(Corrected Peak Value)。圖5係顯示氧化物半導體各試料之厚度與移動度之關係圖。圖5之橫軸係以nm單位表示之氧化物半導體之膜厚，其縱軸為以cm²/Vs單位表示之移動度。圖6係顯示不考慮氧化物半導體厚度之場合下移動度與峰值之關係圖。圖6之橫軸係以cm²/Vs單位表示之移動度(Mobility)，其縱軸為以mV單位表示之峰值(Peak Value)。

在將評估對象(試料)之氧化物半導體SP放到移動台11，依照輸入部6的操作指示評估開始時，在圖2，在氧化物半導體SP的各位置，會測定其反射波(S1a)、測定其厚度(S1b)。該等處理S1a及處理S1b，可以對氧化物半導體SP的互不相同的位置大致同時地實行，或者，該等處理S1a及處理S1b之中的一方處理先實施、另一方處理則稍後實施。

更具體地說明該等各處理S1a、S1b，首先，處理S1a方面，依照控制處理部5的取得部52的控制利用測定波照射部2而把測定波照射到氧化物半導體SP的測定位置(測定領域)，於氧化物半導體SP反射之測定波以反射波測定部3測定，該測定結果則從反射波測定部3往控制處理部5被輸出。更詳細而言，測定波生成部21係依照取得部52的控制而生成測定波，該被生成的測定波則介著第1導波管23-1而射入循環器22的第1端子。從第1端子射入的測定波係從循環器22的第2端子被射出，射入第2導波管23-2，在第2導波管23-2內傳播。該在第2導波管23-2內傳播的測定波，為了照射氧化物半導體SP的測定位置，而從導波管天線之開口部231向前述測定位置放射。接著，於氧化物半導體SP反射之測定波(測定波的反射波)，係從前述開口部231被射入、接收。該反射波，係介著第2導波管23-2而被射入循環器22的第2端子。從該第2端子射入之反射波，係從循環器22的第3端子射出、介著第3導波管23-3而射入反射波測定部3，於反射波測定部3測定其強度(或反射率)。該測定之反射波的強度(或反射率)，則從反射波測定部3往控制處理部5的取得部52輸出。

另一方面，依照控制處理部5的取得部52的控制並利用光源部1而把指定光照射到氧化物半導體SP的前述測定位置。更詳細而言，光源部1係依照取得部52的控制，為了測定反射波的峰值而射出具有充分的脈衝幅之脈 衝雷射光，該被射出的脈衝雷射光，係射入第2導波管23-2的開口部232、在第2導波管23-2內傳播，為了照射氧化物半導體SP的測定位置，而從導波管天線之開口部231向前述測定位置被射出。

如果在藉此而將脈衝雷射光照射到氧化物半導體SP之場合下將測定波照射到氧化物半導體SP，隨脈衝雷射光之反射波強度變化則介著反射波測定部3而被取入控制處理部5的取得部52。通常，係藉由測定波被照射到氧化物半導體SP，邊將測定波照射到氧化物半導體SP邊照射脈衝雷射光，來測定剛照射脈衝雷射光後(剛熄燈後)之反射波的強度變化。

該測定結果之一例顯示於圖3。如該圖3所示，反射波的反射率，在脈衝雷射光照射開始後會隨時間經過而提高，不久，過剩載子的生成與再結合會達到平衡並成為約略一定的飽和狀態；在脈衝雷射光照射停止後則會隨時間經過而降低，不久，載子會成為熱平衡狀態而形成約略一定。

這樣的測定波反射波之反射率的時間變化，會在氧化物半導體SP的各位置分別測定，與其位置配對而被記憶在記憶部9。

此外，處理S1b方面，厚度測定部4係依照控制處理部5的取得部52的控制，來測定測定位置之、沿著脈衝雷射光行進方向之厚度。接著，厚度測定部4，係將該測定結果往控制處理部5輸出。該氧化物半導體SP的厚 度，會在氧化物半導體SP的各位置分別測定，與其位置配對而被記憶在記憶部9。又，在厚度測定部4為分光橢圓偏光儀之場合下，除了前述厚度，還測定氧化物半導體SP的消光係數k，該測定之消光係數k也會與其位置配對而被記憶在記憶部9。

以此方式分別針對氧化物半導體SP的各位置，測定反射波及厚度時，控制處理部5的峰值演算部53，係分別在氧化物半導體SP的各位置，從記憶在記憶部9的反射率的時間變化(亦即，以反射波測定部3測定利用取得部52而取得之前述反射波的強度或者其反射率)，求出反射率的峰值(反射率的最大值)Pk(S2)。例如，圖3所示之例，係在脈衝雷射光的照射中把飽和了的飽和水準求出作為峰值Pk。

其次，在峰值Pk被求出時，補正部54，係藉由分別在氧化物半導體SP的各位置，將以峰值演算部53求出了的峰值，依照記憶在記憶部9的氧化物半導體SP的厚度(亦即，以厚度測定部4測定、以取得部52取得之氧化物半導體SP之厚度)d進行補正而求出補正峰值Pkc(S3)。更具體而言，補正部54，係根據採用上述數式(1)；Pkc=Pk/(1-exp(-αd))而求出補正峰值Pkc。在此，吸收係數α，係如上述，可以是預先從輸入部6被輸入之數值，此外，在厚度測定部4為分光橢圓偏光儀之場合下，也可以是根據由分光橢圓偏光儀所測定的消光係數k帶入上述數式(2)；α=4πk/λ而求出。

在此，發明人等推測如下，認為能夠藉由以上述數式(1)來補正峰值而以補正峰值來評估氧化物半導體的移動度。由於氧化物半導體之能帶隙係比較大，所以，通常的μ-PCD法所採用之波長的光，在膜厚薄的氧化物半導體並不完全被收收，而會有一部份透過。因此，隨著氧化物半導體膜厚的增大而使光的吸收量也增大，讓藉此被激起的過剩載子量增加，因而使反射率的峰值變大。從而，如果以因應氧化物半導體吸收係數α的增加而使峰值變小，一方面，因應氧化物半導體厚度d的增加而使峰值變小之方式，來補正峰值，亦即，例如，如果按照數式(1)來補正峰值，就可以不依靠膜厚，來評估氧化物半導體的移動度。

以下，說明一實驗例。首先，作成厚度不同的非晶質氧化物半導體(InGaZnO)之複數試料。其作成方法，係與前述專利文獻1所揭示的成膜方法相同，利用採用具有InGaZnO₄組成的靶之濺鍍法，而在玻璃基板上成膜。膜厚係隨成膜時間的改變而不同。移動度則依適宜地變更退火處理的內容而改變。針對以此方式得到之各試料，把其膜厚與移動度之關係顯示在圖5。從圖5可知，對膜厚約40~205nm之各試料，該等的移動度在約9~11成為大致一定。又，圖5的移動度，係與前述專利文獻1同樣地，藉由在相同成膜條件下作成薄膜電晶體，測定該薄膜電晶體的Id-Vg特性(汲極電流Ig對閘極電壓Vg之特性)而求出。

針對這樣的各試料，把藉由上述各處理而求出之反射率的峰值的結果顯示於圖6，反射率的補正峰值的結果則顯示於圖4。從圖6可知，反射率的峰值對移動度，為隨機的而看不見相關性，但，採用上記數式(1)求出之反射率的補正峰值，如圖4所示，可看到對移動度的相關性。

從而，藉由利用μ-PCD求出反射率的峰值、根據上述數式(1)求出其補正峰值，就能夠不依靠膜厚，來評估氧化物半導體的移動度。

回到圖2，在分別針對氧化物半導體SP的各位置求出反射率的補正峰值時，控制處理部5的評估部55，係基於用補正部54被補正的補正峰值來評估氧化物半導體SP的移動度(S4)。評估部55，也可以把在處理S3被求出的各位置的各補正峰值直接往輸出部7輸出，但，本實施形態方面為了讓使用者容易辨識有關氧化物半導體SP之各位置的移動度之相對評估，例如，評估部55，係依最大的補正峰值來規格化各位置的補正峰值。藉此可知，愈接近1，其位置的移動度相較於其他各位置的移動度愈相對地大。此外，例如，針對複數個氧化物半導體SP做比較之場合，評估部55，係分別針對各氧化物半導體SP，求出各位置的各補正峰值的最大值或平均值等當作該氧化物半導體SP的移動度的代表值，把該等求出的各氧化物半導體SP的各代表值依其最大的代表值予以規格化。藉此可知，愈接近1，其氧化物半導體SP的移動度，相較於其他各氧化物半導體SP就愈相對地大。此外，例如， 針對複數個氧化物半導體SP做比較之場合，評估部55，同樣地求出代表值，按照各氧化物半導體SP的各代表值的大小順序排列各氧化物半導體SP。藉此可知各氧化物半導體SP間的移動度的相對大小。

接著，控制處理部5將該評估結果往輸出部7輸出(S5)。此外，因應必要，控制處理部5會將該評估結果從IF部8往外部的機器輸出。

以上，如說明，本實施形態之氧化物半導體評估裝置D及在此被安裝之氧化物半導體評估方法方面，測定評估對象之氧化物半導體SP之反射波強度及厚度，根據該等被測定之反射波強度及厚度，來評估氧化物半導體SP之移動度。從而，這樣的氧化物半導體評估裝置D及該方法，由於並非根據反射波的強度來評估氧化物半導體SP的移動度，而是藉由進一步考慮到氧化物半導體SP的厚度來評估氧化物半導體SP的移動度，所以能夠更加精確度良好地評估氧化物半導體SP的移動度。

此外，本實施形態之氧化物半導體評估裝置D及該方法，由於是求出與移動度具有正相關之反射率的峰值，把該求出的峰值依氧化物半導體SP的厚度予以補正，所以，能夠更加精確度良好地評估氧化物半導體SP的移動度。

本說明書，雖如前述揭示種種形態之技術，其中的主要技術整理如下。

關於一形態之氧化物半導體評估裝置，係具備：對評 估對象之氧化物半導體照射指定波長光之光照射部，對前述氧化物半導體照射指定測定波之測定波照射部，測定在前述氧化物半導體被反射之前述測定波的反射波之反射波測定部，測定在沿著利用前述光照射部照射之光的行進方向的方向之前述氧化物半導體的厚度之厚度測定部，根據在前述厚度測定部被測定之前述氧化物半導體的厚度來補正在前述反射波測定部被測定之前述反射波的強度之處理部。

這樣的氧化物半導體評估裝置，係測定評估對象之氧化物半導體之反射波的強度及厚度，根據該被測定的厚度來補正反射波的強度。從而，這樣的氧化物半導體評估裝置，由於並非根據反射波的強度來評估氧化物半導體的移動度，而是藉由進一步考慮到氧化物半導體的厚度來評估氧化物半導體的移動度，所以能夠更加精確度良好地評估氧化物半導體的移動度。

另一形態方面，在上述的氧化物半導體評估裝置，前述反射波測定部係測定前述反射波的反射率；前述處理部係具有求出在前述反射波測定部被測定的前述反射率的峰值之峰值演算部，與藉由將在前述峰值演算部求出的峰值、依照在前述厚度測定部測定出的前述氧化物半導體厚度予以補正而求出補正峰值之補正部。

這樣的氧化物半導體評估裝置，由於是求出與移動度具有正相關之反射率的峰值，把該求出的峰值依氧化物半導體的厚度予以補正，所以，能夠更加精確度良好地評估 氧化物半導體的移動度。

另一形態方面，在上述的氧化物半導體評估裝置，前述補正部，係在將前述峰值設為Pk、將前述氧化物半導體之吸收係數及厚度分別設為α及d之場合下，由數式(1)；Pkc=Pk/(1-exp(-αd))求出前述補正峰值Pkc。

藉此，能夠提供採用前述數式(1)求出補正峰值之氧化物半導體評估裝置。

另一形態方面，在上述的氧化物半導體評估裝置，前述厚度測定部，係進而測定前述氧化物半導體之消光係數k。

吸收係數雖也可以是利用其他手段已經求出的既存數值，但是，這樣的氧化物半導體評估裝置，係測定評估對象之氧化物半導體之消光係數，由該測定出的消光係數使用數式(2)；α=4πk/λ而求出吸收係數。因此，這樣的氧化物半導體評估裝置，由於可以求出評估對象本身的吸收係數，所以能夠更加精確度良好地評估評估對象本身的移動度。

另一形態方面，在該等上述的氧化物半導體評估裝置，前述處理部，係進而具備根據在前述補正部被補正了的補正峰值來評估前述氧化物半導體的移動度之評估部。

藉此，能夠提供根據補正峰值來評估氧化物半導體的移動度之氧化物半導體評估裝置。

接著，關於另一形態之氧化物半導體評估方法，係具備：對評估對象之氧化物半導體照射指定波長光之光照射 步驟，對前述氧化物半導體照射指定測定波之測定波照射步驟，測定在前述氧化物半導體被反射之前述測定波的反射波之反射波測定步驟，測定在沿著利用前述光照射步驟照射之光的行進方向的方向之前述氧化物半導體的厚度之厚度測定步驟，根據在前述厚度測定步驟被測定之前述氧化物半導體的厚度來補正在前述反射波測定步驟被測定之前述反射波的強度之處理步驟。

這樣的氧化物半導體評估方法，係測定評估對象之氧化物半導體之反射波的強度及厚度，根據該被測定出的厚度來補正反射波的強度。從而，這樣的氧化物半導體評估方法，由於並非根據反射波的強度來評估氧化物半導體的移動度，而是藉由進一步考慮到氧化物半導體的厚度來評估氧化物半導體的移動度，所以能夠更加精確度良好地評估氧化物半導體的移動度。

此申請案係以2014年6月9日申請之日本專利申請案特願2014-118388為基礎，其內容包含於本申請案。

為了表現本發明，於前述參照圖面同時透過實施形態適切且充分地說明了本發明，但熟悉該項技藝者當然可以容易改變及/或改良前述實施形態。亦即，熟悉該向技藝者實施的變更形態或改良形態，只要不脫離申請專利範圍所記載的請求項的權利範圍的程度，該變更形態或該改良形態應被解釋為包括在該請求項的權利範圍。

[產業上利用可能性]

根據本發明，能夠提供氧化物半導體評估裝置及氧化物半導體評估方法。

1‧‧‧光源部

2‧‧‧測定波照射部

3‧‧‧反射波測定部

4‧‧‧厚度測定部

5‧‧‧控制處理部

6‧‧‧輸入部

7‧‧‧輸出部

8‧‧‧介面部(IF部)

9‧‧‧記憶部

10‧‧‧工作台控制器(stage controller)

11‧‧‧移動台

21‧‧‧測定波生成部

22‧‧‧循環器(circulator)

23-1~23-3‧‧‧導波管

51‧‧‧控制部

52‧‧‧取得部

53‧‧‧峰值演算部

54‧‧‧補正部

55‧‧‧評估部

SP‧‧‧氧化物半導體

D‧‧‧氧化物半導體評估裝置

Claims (6)

1. 一種氧化物半導體評估裝置，其特徵係具備：對評估對象之氧化物半導體照射指定波長光之光照射部，對前述氧化物半導體照射指定測定波之測定波照射部，測定在前述氧化物半導體被反射之前述測定波的反射波之反射波測定部，測定在沿著利用前述光照射部照射之光的行進方向的方向之前述氧化物半導體的厚度之厚度測定部，根據在前述厚度測定部被測定之前述氧化物半導體的厚度來補正在前述反射波測定部被測定之前述反射波的強度之處理部。
2. 如申請專利範圍第1項記載之氧化物半導體評估裝置，其中，前述反射波測定部係測定前述反射波的反射率；前述處理部係具有求出在前述反射波測定部被測定的前述反射率的峰值之峰值演算部，與藉由將在前述峰值演算部求出的峰值、依照在前述厚度測定部測定出的前述氧化物半導體厚度予以補正而求出補正峰值之補正部。
3. 如申請專利範圍第2項記載之氧化物半導體評估裝置，其中，前述補正部，在將前述峰值設為Pk、將前述氧化物半導體的吸收係數及厚度分別設為α及d之場合下，由以下數式(1)求出前述補正峰值Pkc；Pkc=Pk/(1-exp(-αd))．．．(1)。
4. 如申請專利範圍第3項記載之氧化物半導體評估裝置，其中，前述厚度測定部，係進而測定前述氧化物半導體的消光係數k。
5. 如申請專利範圍第2至4項任1項記載之氧化物半導體評估裝置，其中前述處理部，係進而具備根據在前述補正部被補正的補正峰值來評估前述氧化物半導體的移動度之評估部。
6. 一種氧化物半導體評估方法，其特徵係具備：對評估對象之氧化物半導體照射指定波長光之光照射步驟，對前述氧化物半導體照射指定測定波之測定波照射步驟，測定在前述氧化物半導體被反射之前述測定波的反射波之反射波測定步驟，測定在沿著利用前述光照射步驟照射之光的行進方向的方向之前述氧化物半導體的厚度之厚度測定步驟，根據在前述厚度測定步驟被測定之前述氧化物半導體的厚度來補正在前述反射波測定步驟被測定之前述反射波的強度之處理步驟。