JPH0422019B2 - - Google Patents
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- JPH0422019B2 JPH0422019B2 JP57087944A JP8794482A JPH0422019B2 JP H0422019 B2 JPH0422019 B2 JP H0422019B2 JP 57087944 A JP57087944 A JP 57087944A JP 8794482 A JP8794482 A JP 8794482A JP H0422019 B2 JPH0422019 B2 JP H0422019B2
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- photocurrent
- carrier
- photon beam
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/265—Contactless testing
- G01R31/2656—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光電圧効果を利用して半導体ウエハ
中の電流担体（キヤリヤ）の寿命時間を非破壊的
に測定するための装置に関するものである。
中の電流担体（キヤリヤ）の寿命時間を非破壊的
に測定するための装置に関するものである。
近年、固体回路素子はプレーナ型が主流とな
り、具体的には約400μm程度の厚さを有する半導
体ウエハ上に形成されるようになつてきている。
当然のことながら、固体回路素子は、半導体中の
電流担体（以下、単にキヤリヤと略す）の輸送現
象を用いているから、半導体素子製造工業にあつ
ては、ウエハ中のキヤリヤの寿命時間の大小が、
素子の特性に大きな影響を及ぼす。
り、具体的には約400μm程度の厚さを有する半導
体ウエハ上に形成されるようになつてきている。
当然のことながら、固体回路素子は、半導体中の
電流担体（以下、単にキヤリヤと略す）の輸送現
象を用いているから、半導体素子製造工業にあつ
ては、ウエハ中のキヤリヤの寿命時間の大小が、
素子の特性に大きな影響を及ぼす。
さらに、一枚のウエハから切りだされる多数の
素子の良品率（歩留り）を向上させるためには、
ウエハ中のキヤリヤ寿命が、場所によらず一様で
あることが必須の条件である。
素子の良品率（歩留り）を向上させるためには、
ウエハ中のキヤリヤ寿命が、場所によらず一様で
あることが必須の条件である。
また、太陽電池にあつては、太陽エネルギの変
換効率を高めるためには、広い面積にわたつて、
キヤリヤの寿命時間が長くないといけないという
要求がある。
換効率を高めるためには、広い面積にわたつて、
キヤリヤの寿命時間が長くないといけないという
要求がある。
従つて、回路素子の場合に限らず、太陽電池の
場合にも、その基板となるウエハ中のキヤリヤ寿
命についてあらかじめ測定し、評価しておくこと
は極めて重要である。
場合にも、その基板となるウエハ中のキヤリヤ寿
命についてあらかじめ測定し、評価しておくこと
は極めて重要である。
上記の目的のために、光で半導体ウエハ中にキ
ヤリヤを励起し、このキヤリヤの減衰状態をマイ
クロ波を用いて測定する装置が市販されており、
接合形成前のウエハについてのキヤリヤ寿命測定
装置として有効に活用されている。
ヤリヤを励起し、このキヤリヤの減衰状態をマイ
クロ波を用いて測定する装置が市販されており、
接合形成前のウエハについてのキヤリヤ寿命測定
装置として有効に活用されている。
ところが、回路素子の場合にしろ、太陽電池の
場合にしろ、半導体素子を能動素子として動作さ
せる場合には、必ずウエハ上にｐ−ｎ接合で代表
される接合が形成されねばならず、このため、イ
オンインプランテーシヨン工程とそのアニール工
程とを含めて、800〜1000℃程度の熱工程を経る
場合が多い。よく知られているように、ウエハを
熱工程に入れると、内在する酸素やその他の微量
不純物の析出、拡散により、キヤリヤの寿命時間
は加熱前のウエハ単体の場合に比べて、多くの場
合減小する。
場合にしろ、半導体素子を能動素子として動作さ
せる場合には、必ずウエハ上にｐ−ｎ接合で代表
される接合が形成されねばならず、このため、イ
オンインプランテーシヨン工程とそのアニール工
程とを含めて、800〜1000℃程度の熱工程を経る
場合が多い。よく知られているように、ウエハを
熱工程に入れると、内在する酸素やその他の微量
不純物の析出、拡散により、キヤリヤの寿命時間
は加熱前のウエハ単体の場合に比べて、多くの場
合減小する。
そのため、ウエハ単体で測定したキヤリヤの寿
命時間は、結果的には、完成した素子の実状をあ
らわさないことになる。ここにおいて、どうして
も接合形成工程が完了した後の状態でキヤリヤ寿
命を測定・評価する必要を生じることになる。当
然ながら、接合が存在すると、従来の光励起−マ
イクロ波計測によるキヤリヤ寿命時間の測定方法
はもはや利用できない。何故なら、新しく形成さ
れた接合構成層によりマイクロ波応答がマスクさ
れてしまい、検知できなくなつてしまうからであ
る。
命時間は、結果的には、完成した素子の実状をあ
らわさないことになる。ここにおいて、どうして
も接合形成工程が完了した後の状態でキヤリヤ寿
命を測定・評価する必要を生じることになる。当
然ながら、接合が存在すると、従来の光励起−マ
イクロ波計測によるキヤリヤ寿命時間の測定方法
はもはや利用できない。何故なら、新しく形成さ
れた接合構成層によりマイクロ波応答がマスクさ
れてしまい、検知できなくなつてしまうからであ
る。
そこで、接合が形成された状態で、ウエハ基板
のキヤリヤ寿命時間を測定する方法がこれまでに
いくつか提案されているが、その中で本発明に最
も近い光電流法について以下に述べる。［参考文
献：ソリツド−ステートエレクトロニツクス、
1975年、第18巻、第453〜458頁（Solid−State
Electronics，1975，Vol.18，pp.453〜458）］。
のキヤリヤ寿命時間を測定する方法がこれまでに
いくつか提案されているが、その中で本発明に最
も近い光電流法について以下に述べる。［参考文
献：ソリツド−ステートエレクトロニツクス、
1975年、第18巻、第453〜458頁（Solid−State
Electronics，1975，Vol.18，pp.453〜458）］。
第１図ａには光電流法の原理構成を示す。一例
として、ｐ型Si基板（ウエハ）１上にｎ型層２を
形成してなるｐ−ｎ接合の場合を示してある。こ
の接合に光子ビーム３を照射すると、よく知られ
ているように、接合には光電流が発生する。ウエ
ハ基板１と、ｎ型層２上にそれぞれ金属電極４，
４′を形成すると、光子ビーム３で励起された光
電流を接合外部に引きだすことができ、これを増
幅器５で増幅し、メータ６で正確に読みとること
ができる。
として、ｐ型Si基板（ウエハ）１上にｎ型層２を
形成してなるｐ−ｎ接合の場合を示してある。こ
の接合に光子ビーム３を照射すると、よく知られ
ているように、接合には光電流が発生する。ウエ
ハ基板１と、ｎ型層２上にそれぞれ金属電極４，
４′を形成すると、光子ビーム３で励起された光
電流を接合外部に引きだすことができ、これを増
幅器５で増幅し、メータ６で正確に読みとること
ができる。
ここで、光子ビームをパルス化し、パルス周波
数を変化させて光電流を読むと、第１図ｂのよう
に光電流Iphは変化する。すなわち、角周波数ω
＝2π×パルス周波数とすると、角周波数ωの小
さい範囲では光電流Iphは殆ど一定であるが、例
えばω0を越すと、光電流Iphはω-1/2に比例して減
小してくる。この光電流Iphの変化点（曲折点）
P0は図式的に簡単に求めることができる。
数を変化させて光電流を読むと、第１図ｂのよう
に光電流Iphは変化する。すなわち、角周波数ω
＝2π×パルス周波数とすると、角周波数ωの小
さい範囲では光電流Iphは殆ど一定であるが、例
えばω0を越すと、光電流Iphはω-1/2に比例して減
小してくる。この光電流Iphの変化点（曲折点）
P0は図式的に簡単に求めることができる。
光電流が、殆んど基板１で発生しているという
仮定が成り立てば、ω0とキヤリヤの寿命時間τ
の関係は、簡単に次式で表わされる。
仮定が成り立てば、ω0とキヤリヤの寿命時間τ
の関係は、簡単に次式で表わされる。
ω0τ＝１ ………(1)
第１図ｂからω0が求まると、式(1)から、キヤ
リヤの寿命時間τは簡単に計算で求めることがで
きる。
リヤの寿命時間τは簡単に計算で求めることがで
きる。
しかるに、太陽電池の場合のように、接合があ
らかじめ金属電極４，４′を有している場合は、
上述した光電流法は非常に便利な手段である。
らかじめ金属電極４，４′を有している場合は、
上述した光電流法は非常に便利な手段である。
ところが、太陽電池の場合でも、接合形成直後
は、金属電極を有しておらず、このような状態で
は、従来の光電流法は適用不可能となる。一方、
回路素子工程の場合は、接合形成は工程の初期段
階になされるから、引き続き行なわれるいくつか
のプロセスに対する汚染除去のために、接合に電
極を形成することは許されない。従つて、無理に
従来の光電流法を適用すると、次の工程以降を放
棄する（つまり、不良品として処分する）ことに
なり、その意味で、光電流法は一種の破壊検査と
なつてしまう。
は、金属電極を有しておらず、このような状態で
は、従来の光電流法は適用不可能となる。一方、
回路素子工程の場合は、接合形成は工程の初期段
階になされるから、引き続き行なわれるいくつか
のプロセスに対する汚染除去のために、接合に電
極を形成することは許されない。従つて、無理に
従来の光電流法を適用すると、次の工程以降を放
棄する（つまり、不良品として処分する）ことに
なり、その意味で、光電流法は一種の破壊検査と
なつてしまう。
接合には、ｐ−ｎ接合の他に、金属とSiのシヨ
ツトキ接合や、p+−ｐ型のいわゆる抵抗率変化
による接合があるが、いずれの場合も測定用の金
属電極を形成すると破壊検査になつてしまうこと
は、ｐ−ｎ接合の場合と同様である。
ツトキ接合や、p+−ｐ型のいわゆる抵抗率変化
による接合があるが、いずれの場合も測定用の金
属電極を形成すると破壊検査になつてしまうこと
は、ｐ−ｎ接合の場合と同様である。
さらに、接合の種類として、SiO2−ｐ型Siで
代表される、いわゆる電界誘起接合（Field
Induced Junction）がある。この接合の場合は、
金属電極をSiO2膜上に形成できたとしても、
SiO2膜が50Å程度にうすくない限り、接合部に
発生する光電流を検知できない。何故なら、
SiO2は絶縁物であるから、一般に、電流を通さ
ないからである。ここにおいて、従来の光電流法
では、全く適用できない接合が存在することにな
る。ところが、FETトランジスタでよく知られ
ているように、電界誘起接合はｐ−ｎ接合同様今
では非常に広く用いられており、これに適用でき
ないことは、半導体特性の計測方法としては致命
的欠陥を有していることになる。
代表される、いわゆる電界誘起接合（Field
Induced Junction）がある。この接合の場合は、
金属電極をSiO2膜上に形成できたとしても、
SiO2膜が50Å程度にうすくない限り、接合部に
発生する光電流を検知できない。何故なら、
SiO2は絶縁物であるから、一般に、電流を通さ
ないからである。ここにおいて、従来の光電流法
では、全く適用できない接合が存在することにな
る。ところが、FETトランジスタでよく知られ
ているように、電界誘起接合はｐ−ｎ接合同様今
では非常に広く用いられており、これに適用でき
ないことは、半導体特性の計測方法としては致命
的欠陥を有していることになる。
本発明は、上に述べた光電流法の欠点を補うべ
く提案されたものである。すなわち、本発明の目
的は、接合上に測定用の金属電極をあえて形成す
ることなく、接合それ自体を用いてキヤリヤの寿
命時間を計測することができ、したがつて接合形
成後における半導体素子製造工程途中における半
導体ウエハの非破かい検査に適するキヤリヤ寿命
測定装置を提供することにある。
く提案されたものである。すなわち、本発明の目
的は、接合上に測定用の金属電極をあえて形成す
ることなく、接合それ自体を用いてキヤリヤの寿
命時間を計測することができ、したがつて接合形
成後における半導体素子製造工程途中における半
導体ウエハの非破かい検査に適するキヤリヤ寿命
測定装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来周知の光電流法では
全く測定不可能であつた電界誘起接合を有する半
導体ウエハのキヤリヤ寿命時間の測定にも有効に
適用でき、その意味で、従来の光電流法の適用可
能範囲を大幅に越えた測定方法を提供することに
ある。
全く測定不可能であつた電界誘起接合を有する半
導体ウエハのキヤリヤ寿命時間の測定にも有効に
適用でき、その意味で、従来の光電流法の適用可
能範囲を大幅に越えた測定方法を提供することに
ある。
上記の目的を達成するため、本発明において
は、光電流の代りに、接合部に発生する光電圧を
容量結合法を用いて検出し、この光電圧より接合
を有する半導体ウエハのキヤリヤ寿命を非破壊で
測定するようにしたことを特徴としている。
は、光電流の代りに、接合部に発生する光電圧を
容量結合法を用いて検出し、この光電圧より接合
を有する半導体ウエハのキヤリヤ寿命を非破壊で
測定するようにしたことを特徴としている。
以下には、ｐ−ｎ接合の場合について、本発明
の原理を詳細に述べる。
の原理を詳細に述べる。
ｐ−ｎ接合には、よく知られているように接合
容量Cjと接合抵抗Rjとが定義され、この二つの因
子が並列に接続されているものと考えられてい
る。光子ビームで接合を励起すると光電流Iphが
発生することは既に述べたが、この接合に外部回
路を設けないと光電流は第２図ａに示すように、
接合容量Cjと接合抵抗Rjに流れることになる。そ
の結果、接合の両端に電圧が発生し、これが光電
圧Vphとなる。
容量Cjと接合抵抗Rjとが定義され、この二つの因
子が並列に接続されているものと考えられてい
る。光子ビームで接合を励起すると光電流Iphが
発生することは既に述べたが、この接合に外部回
路を設けないと光電流は第２図ａに示すように、
接合容量Cjと接合抵抗Rjに流れることになる。そ
の結果、接合の両端に電圧が発生し、これが光電
圧Vphとなる。
従つて、光電圧Vphは次式で与えられる。
Vph＝Rj／１＋jωCjRj・Iph ………(2)
上式で、ｊ＝√−１で虚数部を示す。
式(2)において、接合容量Cj、接合抵抗Rjがパル
ス状光子ビームの角周波数ωに依存せず一定で、
かつ、光電流Iphもωによらないなら、光電圧Vph
の振幅変化は、第２図ｂに示すように、ωの小さ
い範囲では一定で、ω1をこすと、ω-1に比例して
減小してくる。式(2)から簡単に求まるように、 ω1CjRj＝１ ………(3) なる関係になることは明らかである。
ス状光子ビームの角周波数ωに依存せず一定で、
かつ、光電流Iphもωによらないなら、光電圧Vph
の振幅変化は、第２図ｂに示すように、ωの小さ
い範囲では一定で、ω1をこすと、ω-1に比例して
減小してくる。式(2)から簡単に求まるように、 ω1CjRj＝１ ………(3) なる関係になることは明らかである。
ところが、すでに光電流法の説明で述べたよう
に、Iphは第１図ｂに示すように、ω0をこすと
ω-1/2に依存して変化するから、Vphの振幅変化
は、第２図ｂに示すように、ω0をこすとこんど
はω-3/2に比例して減小し始める。そして、この
ω0の値から、τ＝１／ω0なる関係に基づいて、
基板のキヤリヤ寿命時間τを求めることができる
ことは既に述べた通りである。
に、Iphは第１図ｂに示すように、ω0をこすと
ω-1/2に依存して変化するから、Vphの振幅変化
は、第２図ｂに示すように、ω0をこすとこんど
はω-3/2に比例して減小し始める。そして、この
ω0の値から、τ＝１／ω0なる関係に基づいて、
基板のキヤリヤ寿命時間τを求めることができる
ことは既に述べた通りである。
Iphが第１図ｂに示すようにω-1/2に比例して減
小するのは、パルス光で励起されたキヤリヤの寿
命時間τ（ω）が、見掛上、次のような周波数依
存性をもつことに起因するもので、これはよく知
られている事実である。
小するのは、パルス光で励起されたキヤリヤの寿
命時間τ（ω）が、見掛上、次のような周波数依
存性をもつことに起因するもので、これはよく知
られている事実である。
τ（ω）＝τ／１＋jωτ ………(4)
さて、本発明では、Cj，Rjが、ωによらず一定
であることを仮定しているが、この仮定は常に満
されるわけではない。第２図ｂからも分るよう
に、Vphはωに依存するが、CjもRjもVphに依存
して変化する。すなわち、Vphが熱エネルギの等
価電圧（室温では約25mV）を越すと、RjはVph
に依存して大幅に変り、Cjも若干変る。逆に、
Vphが熱エネルギの等価電圧より充分小さけれ
ば、熱平衡状態は保たれ、このときのRj，Cjは
Vphによらず、従つて、ωによらず一定である。
この時、第２図ｂの理想曲線がえられる。
であることを仮定しているが、この仮定は常に満
されるわけではない。第２図ｂからも分るよう
に、Vphはωに依存するが、CjもRjもVphに依存
して変化する。すなわち、Vphが熱エネルギの等
価電圧（室温では約25mV）を越すと、RjはVph
に依存して大幅に変り、Cjも若干変る。逆に、
Vphが熱エネルギの等価電圧より充分小さけれ
ば、熱平衡状態は保たれ、このときのRj，Cjは
Vphによらず、従つて、ωによらず一定である。
この時、第２図ｂの理想曲線がえられる。
上述したように、本発明では、光電流Iphの検
出の代りに、光電圧Vphを検出する。一般に電圧
の検出は、電流の場合と異なり、容量結合で可能
であり、この容量結合が本発明の重要着眼点にな
つている。
出の代りに、光電圧Vphを検出する。一般に電圧
の検出は、電流の場合と異なり、容量結合で可能
であり、この容量結合が本発明の重要着眼点にな
つている。
第３図ａに、本発明装置の原理構成を示す。通
常、ウエハ１の裏面は金属に接触することは許さ
れるから、ここでは、試料台を兼ねた金属電極
４″上に接合のあるウエハ１をのせる。ウエハ１
のｎ型層２の上には、10μm〜100μm程度の透明
な絶縁物からなるスペーサ７をおく。理想的には
空気層（あるいは真空層でも可）であることが望
ましいが、接合の表面を破かいもしくは汚染しな
い物質であつて、照射光ビームに対して透明な絶
縁物でさえあれば、特に材質を問わない。このス
ペーサ７の上に透明電極８を置く。こうして、光
子ビーム３で接合を照射すると、接合の表裏間に
光電圧が発生するから、この光電圧を電極４″
（接地）と電極８とによつて検知する。このよう
にして発生する電圧は、通常1mV以下であるか
ら、これをロツクインアンプ９で増幅して測定す
る。
常、ウエハ１の裏面は金属に接触することは許さ
れるから、ここでは、試料台を兼ねた金属電極
４″上に接合のあるウエハ１をのせる。ウエハ１
のｎ型層２の上には、10μm〜100μm程度の透明
な絶縁物からなるスペーサ７をおく。理想的には
空気層（あるいは真空層でも可）であることが望
ましいが、接合の表面を破かいもしくは汚染しな
い物質であつて、照射光ビームに対して透明な絶
縁物でさえあれば、特に材質を問わない。このス
ペーサ７の上に透明電極８を置く。こうして、光
子ビーム３で接合を照射すると、接合の表裏間に
光電圧が発生するから、この光電圧を電極４″
（接地）と電極８とによつて検知する。このよう
にして発生する電圧は、通常1mV以下であるか
ら、これをロツクインアンプ９で増幅して測定す
る。
第３図ｂにはこの測定法の等価回路を示す。図
中、Cnはスペーサ７による容量であり、Rl、Clは
ロツクインアンプ９の入力抵抗、入力容量であ
る。観測される電圧をΔVとすると、 ΔV＝VphjωCnRl（１＋jωCjRj）／１−ω2（CnCl
＋CjCl＋CnCj）RjRl＋jω｛（Cn＋Cj）Rj＋（Cl＋Cn）R
l｝………(5) となる。
中、Cnはスペーサ７による容量であり、Rl、Clは
ロツクインアンプ９の入力抵抗、入力容量であ
る。観測される電圧をΔVとすると、 ΔV＝VphjωCnRl（１＋jωCjRj）／１−ω2（CnCl
＋CjCl＋CnCj）RjRl＋jω｛（Cn＋Cj）Rj＋（Cl＋Cn）R
l｝………(5) となる。
式(5)から分るように、Rlが大きく、Clが小さい
（つまり、ロツクインアンプ９の入力インピーダ
ンスが大きい）なら、広い周波数範囲にわたつ
て、ΔVVphとなるから、容量結合でVphを測定
でき、ひいては、第２図ｂの曲線をえることがで
きるから、それよりω0を知りτ＝１／ω0より光
子ビーム照射点のキヤリヤの寿命τを求めること
ができる。
（つまり、ロツクインアンプ９の入力インピーダ
ンスが大きい）なら、広い周波数範囲にわたつ
て、ΔVVphとなるから、容量結合でVphを測定
でき、ひいては、第２図ｂの曲線をえることがで
きるから、それよりω0を知りτ＝１／ω0より光
子ビーム照射点のキヤリヤの寿命τを求めること
ができる。
第４図に本発明装置の一実施例の全体構成を示
す。光子ビーム３を放射するための光源１２とし
てはガスレーザ、半導体レーザ、ランプなどが考
えられるが、ここでは発光ダイオードを用いた例
を示す。発光ダイオードは安価、小型で便利に使
用できる特長がある。この発光ダイオード１２
は、駆動電流源１０から交流（パルス）電流を供
給されることにより、パルス光３を照射する。駆
動用電流信号は検出抵抗１１で検出され、ロツク
インアンプ９の参照信号として使われる。
す。光子ビーム３を放射するための光源１２とし
てはガスレーザ、半導体レーザ、ランプなどが考
えられるが、ここでは発光ダイオードを用いた例
を示す。発光ダイオードは安価、小型で便利に使
用できる特長がある。この発光ダイオード１２
は、駆動電流源１０から交流（パルス）電流を供
給されることにより、パルス光３を照射する。駆
動用電流信号は検出抵抗１１で検出され、ロツク
インアンプ９の参照信号として使われる。
光電圧は透明電極８で検出し、ロツクインアン
プ９で増幅する。ロツクインアンプ９の出力は信
号処理回路１５に供給される。信号処理回路１５
からは、パルス光３の周波数を変えるための指示
が可変周波発振器１４に与えられ、信号処理回路
１５は発振器１４の発振周波数をモニタしてい
る。発振器１４の出力は、発光ダイオード駆動回
路１０に供給され、ここで所定の周波数の電流パ
ルスに変換され、発光ダイオード１２に供給され
る。
プ９で増幅する。ロツクインアンプ９の出力は信
号処理回路１５に供給される。信号処理回路１５
からは、パルス光３の周波数を変えるための指示
が可変周波発振器１４に与えられ、信号処理回路
１５は発振器１４の発振周波数をモニタしてい
る。発振器１４の出力は、発光ダイオード駆動回
路１０に供給され、ここで所定の周波数の電流パ
ルスに変換され、発光ダイオード１２に供給され
る。
発光ダイオード１２からの放射光パルス３は、
アパーチヤ１３でで放射角を制限された後、レン
ズ１７で収束されて、ｐ−ｎ接合部に照射され
る。
アパーチヤ１３でで放射角を制限された後、レン
ズ１７で収束されて、ｐ−ｎ接合部に照射され
る。
信号処理回路１５では、このようにしてとりこ
まれる周波数と光電圧の情報より、あらかじめセ
ツトされた所定のシーケンスに従つてその変化モ
ードが評価され、これよりω0を知り、キヤリヤ
の寿命時間τ＝１／ω0が計算され、その結果が
表示部１６にデジタル表示される。
まれる周波数と光電圧の情報より、あらかじめセ
ツトされた所定のシーケンスに従つてその変化モ
ードが評価され、これよりω0を知り、キヤリヤ
の寿命時間τ＝１／ω0が計算され、その結果が
表示部１６にデジタル表示される。
重複説明は省略するが、以上のプロセスは、ｐ
−ｎ接合に限らず、電界誘起接合についても全く
同様に成立つもので、従来の光電流法の範囲を越
えて、非破壊で広い範囲の試料に適用できること
は明らかである。
−ｎ接合に限らず、電界誘起接合についても全く
同様に成立つもので、従来の光電流法の範囲を越
えて、非破壊で広い範囲の試料に適用できること
は明らかである。
以上説明したところから明らかなように、本発
明によれば、接合上に測定用の金属電極をわざわ
ざ形成することなく、非破壊でキヤリヤ寿命を測
定できるため、半導体素子製造ライン中のどの工
程における半導体ウエハについてもいつでもその
キヤリヤ寿命の適、不適をチエツクしてやること
ができ、半導体製造プロセスの歩留り向上に資す
るところ大であり、しかも従来のマイクロ波を用
いる測定装置におけるような複雑かつ高価な測定
手段を用いていないため、簡便に製作、使用でき
る等、実用に供してその効果はきわめて大きいも
のである。
明によれば、接合上に測定用の金属電極をわざわ
ざ形成することなく、非破壊でキヤリヤ寿命を測
定できるため、半導体素子製造ライン中のどの工
程における半導体ウエハについてもいつでもその
キヤリヤ寿命の適、不適をチエツクしてやること
ができ、半導体製造プロセスの歩留り向上に資す
るところ大であり、しかも従来のマイクロ波を用
いる測定装置におけるような複雑かつ高価な測定
手段を用いていないため、簡便に製作、使用でき
る等、実用に供してその効果はきわめて大きいも
のである。
第１図ａおよびｂは従来周知の光電流法による
キヤリヤ寿命測定法の原理説明図、第２図ａおよ
びｂは本発明による光電圧法にもとづくキヤリヤ
寿命測定法の原理説明図、第３図ａおよびｂは本
発明によるキヤリヤ寿命測定装置の原理構成の説
明図、第４図は本発明の一実施例になるキヤリヤ
寿命測定装置の全体構成を示すブロツク概略図で
ある。 １…ウエハ基板、２…ｎ型層、３…光子ビー
ム、４″…金属電極、７…スペーサ、８…透明電
極、９…ロツクインアンプ、１０…駆動電流源、
１１…検出抵抗、１２…発光ダイオード、１３…
アパーチヤ、１４…発振器、１５…信号処理回
路、１６…表示部。
キヤリヤ寿命測定法の原理説明図、第２図ａおよ
びｂは本発明による光電圧法にもとづくキヤリヤ
寿命測定法の原理説明図、第３図ａおよびｂは本
発明によるキヤリヤ寿命測定装置の原理構成の説
明図、第４図は本発明の一実施例になるキヤリヤ
寿命測定装置の全体構成を示すブロツク概略図で
ある。 １…ウエハ基板、２…ｎ型層、３…光子ビー
ム、４″…金属電極、７…スペーサ、８…透明電
極、９…ロツクインアンプ、１０…駆動電流源、
１１…検出抵抗、１２…発光ダイオード、１３…
アパーチヤ、１４…発振器、１５…信号処理回
路、１６…表示部。
Claims (1)
- １ 接合を有する半導体ウエハに対しパルス化さ
れた光子ビームを照射する手段と、この光子ビー
ムの照射によつて上記接合に発生する電電圧Vph
を容量結合を介して検出する手段と、上記パルス
化光子ビームの角周波数ωを変化せしめる手段
と、この角周波数ωの変化に伴つて上記光電圧
Vphの振幅がω-1に比例して変化する領域から
ω-3/2に比例して変化する領域へと移行する際の
角周波数ω0を求め、この角周波数ω0よりτ＝
１／ω0なる関係に基づいて上記半導体ウエハの
光子ビーム照射位置におけるキヤリヤの寿命時間
τを求める手段とを有してなることを特徴とする
キヤリヤ寿命測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57087944A JPS58206133A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | キヤリヤ寿命測定装置 |
| US06/432,805 US4563642A (en) | 1981-10-09 | 1982-10-05 | Apparatus for nondestructively measuring characteristics of a semiconductor wafer with a junction |
| DE8282109245T DE3271027D1 (en) | 1981-10-09 | 1982-10-06 | Apparatus for nondestructively measuring characteristics of a semiconductor wafer having a junction |
| EP82109245A EP0077021B1 (en) | 1981-10-09 | 1982-10-06 | Apparatus for nondestructively measuring characteristics of a semiconductor wafer having a junction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57087944A JPS58206133A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | キヤリヤ寿命測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58206133A JPS58206133A (ja) | 1983-12-01 |
| JPH0422019B2 true JPH0422019B2 (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=13928996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57087944A Granted JPS58206133A (ja) | 1981-10-09 | 1982-05-26 | キヤリヤ寿命測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58206133A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3687509B2 (ja) * | 2000-09-08 | 2005-08-24 | 三菱住友シリコン株式会社 | シリコン基板の品質評価方法及びその品質評価装置 |
| US7663385B2 (en) | 2002-12-13 | 2010-02-16 | Nanometrics Incorporated | Apparatus and method for electrical characterization by selecting and adjusting the light for a target depth of a semiconductor |
-
1982
- 1982-05-26 JP JP57087944A patent/JPS58206133A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58206133A (ja) | 1983-12-01 |
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