JPS5873130A - 半導体単結晶の評価装置 - Google Patents
半導体単結晶の評価装置Info
- Publication number
- JPS5873130A JPS5873130A JP56171473A JP17147381A JPS5873130A JP S5873130 A JPS5873130 A JP S5873130A JP 56171473 A JP56171473 A JP 56171473A JP 17147381 A JP17147381 A JP 17147381A JP S5873130 A JPS5873130 A JP S5873130A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- single crystal
- infrared light
- evaluation device
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の嘱する技術分野〉
この発明け、 ＜）ａ Ｐ 、ＧａＡｓその他これらと
類似のバンド構造をもつ半導体単結晶の電気的特性を光
学的手法を用いて非破壊的（評価する装置に関する。
類似のバンド構造をもつ半導体単結晶の電気的特性を光
学的手法を用いて非破壊的（評価する装置に関する。
〈従来技術訃よびその問題点ψ要求〉
半導体単結晶のキャリア濃度や移動度などの電気的特性
を評価するのに、従来はホール係数を測定する方法が一
般に用いられている。しかしこの方法で１４％評価すべ
き半導体単結晶に対してオーミック電極を設けることが
不可欠であり、従ってつ１バー内での電気的特性の分布
を測定する場合など工程が非常に煩雑になる。を九半導
体単績晶に対して圧着、蒸着等によ抄オーミック電極を
設けると、その半導体単結晶に少なからず損傷を与えろ
ことになり好ましくない。
を評価するのに、従来はホール係数を測定する方法が一
般に用いられている。しかしこの方法で１４％評価すべ
き半導体単結晶に対してオーミック電極を設けることが
不可欠であり、従ってつ１バー内での電気的特性の分布
を測定する場合など工程が非常に煩雑になる。を九半導
体単績晶に対して圧着、蒸着等によ抄オーミック電極を
設けると、その半導体単結晶に少なからず損傷を与えろ
ことになり好ましくない。
そこで、本発明は上記の点に鑑み、光学的手法を用いて
非破壊的に、しかも迅速かつ高精度に電気的特性を測定
することを可能とした半導体本結晶の絆価装置を考えた
。すなわち光源と、この光源からバンド内遷移による光
吸収と自由キャリア光吸収を測定する丸めの各波長成分
を抽出すべく選択的（光路に挿脱される２個のフィルタ
と、このフィルタを通った元を半導体単結晶に照射した
ときの透過光を検出する焦電型光検出器と、この光検出
器出力から前記２つの光吸収に対応する吸収係数を求め
これを基に前記半導体単結晶のキャリア濃度および移動
度を算出する演算器とを備えた評価装置である。ところ
で、前記２つの吸収は赤外領域であるため、光源として
は赤外線発生装置が必要であり、たとえば特殊ニクロム
線ヒータに電流を流すことによし所定の温度に加熱して
赤外線を発生させる。しかしながら、前記の所定の温度
に保持するのに必要な一定の電流をはじめ力島ら流す方
法ではヒータが所定の温度になるまで２＝なりの時間を
要し、測定が開始できるまでかなりの待ち時間を要する
問題がある。
非破壊的に、しかも迅速かつ高精度に電気的特性を測定
することを可能とした半導体本結晶の絆価装置を考えた
。すなわち光源と、この光源からバンド内遷移による光
吸収と自由キャリア光吸収を測定する丸めの各波長成分
を抽出すべく選択的（光路に挿脱される２個のフィルタ
と、このフィルタを通った元を半導体単結晶に照射した
ときの透過光を検出する焦電型光検出器と、この光検出
器出力から前記２つの光吸収に対応する吸収係数を求め
これを基に前記半導体単結晶のキャリア濃度および移動
度を算出する演算器とを備えた評価装置である。ところ
で、前記２つの吸収は赤外領域であるため、光源として
は赤外線発生装置が必要であり、たとえば特殊ニクロム
線ヒータに電流を流すことによし所定の温度に加熱して
赤外線を発生させる。しかしながら、前記の所定の温度
に保持するのに必要な一定の電流をはじめ力島ら流す方
法ではヒータが所定の温度になるまで２＝なりの時間を
要し、測定が開始できるまでかなりの待ち時間を要する
問題がある。
〈発明の目的〉
本発明はこのような問題点を除去するために考えられた
もので、電源投入後、短時間〈測定可能になるよう（し
た光学的手法を用いた半導体単結晶の評価装置を提供す
るものである。
もので、電源投入後、短時間〈測定可能になるよう（し
た光学的手法を用いた半導体単結晶の評価装置を提供す
るものである。
〈発明の概要〉
本発明はバンド内遷移（よる光吸収及び自由キャリア光
吸収を利用して半導体単結晶のキャリ７１１１１度及び
移動度を測定する装置において、赤外線光源の＠度が測
定を行う際の定常値より低い温度に設定された温髪に到
達するまで赤外線光源に定常値よ性大きい電流を供給し
、赤外線光源の温度が前記の設定された＠鍵に到達した
のち、赤外線光源に供給する電流を定常値に切換る機構
を有することを特徴としている。
吸収を利用して半導体単結晶のキャリ７１１１１度及び
移動度を測定する装置において、赤外線光源の＠度が測
定を行う際の定常値より低い温度に設定された温髪に到
達するまで赤外線光源に定常値よ性大きい電流を供給し
、赤外線光源の温度が前記の設定された＠鍵に到達した
のち、赤外線光源に供給する電流を定常値に切換る機構
を有することを特徴としている。
〈発明の実施例〉
この発明の一実施例のＧａＰ単結晶評価装置を次に、悦
明十も。第１図はその概略構成を示している。
明十も。第１図はその概略構成を示している。
１け光源であ妙、特殊ニクロム線ヒータを５００°Ｃに
加熱して赤外線を発するものである。２けヒータ偏度の
４Ｉｌ出器であり、これからの出力は電流調節器３に加
えられる。そしてこの電流調節器３からの出力は可変電
源４に加えられ所望の電流を光源１に流すようにできる
。この光源１からの赤外線は例えば１０）（ｚの光チョ
ツノき５により断続される。そして断続された赤外線を
選択的（フィルタ６１または６２に通す。これらのフィ
ルタ６１＊６２けＧａＰ単結晶のバンド内遷８による光
吸収と自由キャリア光吸収を測定するためにそれぞれ波
長３２μｍと７０μｍを透過するもので、ホルダ７によ
り切換えられ選択的に光路に挿脱されるようになってい
る。フィルタ６１ｔだは６２を通った一色尤１４゜直径
３Ｈｓ度の孔をもつスリット８を通って（）ａ Ｐ単結
晶ウエノＳ９に照射され、その透過光は１しり赤外線検
出器１０により積出され己、噴出メま１０の出力はプリ
アンプ１１で例えば６０ ｄＢ−１陽さ七り。
加熱して赤外線を発するものである。２けヒータ偏度の
４Ｉｌ出器であり、これからの出力は電流調節器３に加
えられる。そしてこの電流調節器３からの出力は可変電
源４に加えられ所望の電流を光源１に流すようにできる
。この光源１からの赤外線は例えば１０）（ｚの光チョ
ツノき５により断続される。そして断続された赤外線を
選択的（フィルタ６１または６２に通す。これらのフィ
ルタ６１＊６２けＧａＰ単結晶のバンド内遷８による光
吸収と自由キャリア光吸収を測定するためにそれぞれ波
長３２μｍと７０μｍを透過するもので、ホルダ７によ
り切換えられ選択的に光路に挿脱されるようになってい
る。フィルタ６１ｔだは６２を通った一色尤１４゜直径
３Ｈｓ度の孔をもつスリット８を通って（）ａ Ｐ単結
晶ウエノＳ９に照射され、その透過光は１しり赤外線検
出器１０により積出され己、噴出メま１０の出力はプリ
アンプ１１で例えば６０ ｄＢ−１陽さ七り。
ロックインアンプ１２によ抄位相検波された後。
マイクロコンピュータ等からなる演算器１３に入力され
る。１４け位相検波用信号源であり、これにより光チ璽
ツバ５とロックインアンプ１２の−ｊ期関係が維持され
る。そして演算器１３ではＧａＰ単結晶ウェハ９がある
場合とない場合の出力および予め入力されたＧａＰ単結
晶ウェハ９の厚みから、波＆３．２μｍ、７．Ｑμｍの
それぞれの点での吸収係数を打算する。吸収係数とキャ
リア濃度及び移動度とし関係（Ｙ、ＫｏＫｕｂｕｎ ａ
ｔ ａｌ、：Ｊａｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ。
る。１４け位相検波用信号源であり、これにより光チ璽
ツバ５とロックインアンプ１２の−ｊ期関係が維持され
る。そして演算器１３ではＧａＰ単結晶ウェハ９がある
場合とない場合の出力および予め入力されたＧａＰ単結
晶ウェハ９の厚みから、波＆３．２μｍ、７．Ｑμｍの
それぞれの点での吸収係数を打算する。吸収係数とキャ
リア濃度及び移動度とし関係（Ｙ、ＫｏＫｕｂｕｎ ａ
ｔ ａｌ、：Ｊａｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ。
’１９’ （１９８０） ２５１７ ）をあらかじめ演
算器１３にプログ２ムしておくことによ抄、キャリア濃
度と移動度を算定することができる。
算器１３にプログ２ムしておくことによ抄、キャリア濃
度と移動度を算定することができる。
この装置ｔ１ておいて光源Ｋｆｉす電流を変化させて測
定時の定常温１ｆになるまでの変化を調べてみた。
定時の定常温１ｆになるまでの変化を調べてみた。
第２図四のａで示ｔように最初から一定の電流ＩＮを流
した場合は光源の温度は第２図の）のａ′で示したよう
に定常値５００℃に達するまで約６０＋ｎｉｎもかかる
。−〃、第２図（５）のｂで示すように４９０’Ｏｆで
は３Ａの電流を流し４９０ ’ＯＫ ７！！ した以降
は電流を１人にすると光源の温度は第２図（Ｂ）のｂ′
で示したように約ＩＱｍｉｎで定常値５００℃に達し測
定がＯＴ５となり、ｖｔ源投入から測定開始までの待ち
時間を大幅に短縮することができた。
した場合は光源の温度は第２図の）のａ′で示したよう
に定常値５００℃に達するまで約６０＋ｎｉｎもかかる
。−〃、第２図（５）のｂで示すように４９０’Ｏｆで
は３Ａの電流を流し４９０ ’ＯＫ ７！！ した以降
は電流を１人にすると光源の温度は第２図（Ｂ）のｂ′
で示したように約ＩＱｍｉｎで定常値５００℃に達し測
定がＯＴ５となり、ｖｔ源投入から測定開始までの待ち
時間を大幅に短縮することができた。
以上の説明から明らかなように１本発明は光吸収法によ
妙手導体単結晶の電気的特性を測定する際の測定時間を
大幅に短縮でき、その工業ヒの効果は大きい。
妙手導体単結晶の電気的特性を測定する際の測定時間を
大幅に短縮でき、その工業ヒの効果は大きい。
第１図はこの発明の一実権の評価装置を概略的に示す図
である。第２図は本発明の効を示す図であり、（〜はヒ
ータ電流の時間変化を、旧）は−ｔのときのヒータの温
度変化を示している。 １・・・光源％２・・・ヒータ温度検出器、３・・・電
流調節筒器、４・・・可変電源、６・・・フィルタ、７
・・・ホルタ。 ８・・・スリット、９・・・ＧａＰ１ｉｌ結晶ウエハ、
１０・・・焦電型赤外線検出器、１１・・・プリアンプ
。 １２・・・ロックインアンプ、１３・・演ｊｌ器、１４
・・・位相横波用信号源。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （は４為１名） 第 １ 図
である。第２図は本発明の効を示す図であり、（〜はヒ
ータ電流の時間変化を、旧）は−ｔのときのヒータの温
度変化を示している。 １・・・光源％２・・・ヒータ温度検出器、３・・・電
流調節筒器、４・・・可変電源、６・・・フィルタ、７
・・・ホルタ。 ８・・・スリット、９・・・ＧａＰ１ｉｌ結晶ウエハ、
１０・・・焦電型赤外線検出器、１１・・・プリアンプ
。 １２・・・ロックインアンプ、１３・・演ｊｌ器、１４
・・・位相横波用信号源。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （は４為１名） 第 １ 図
Claims (1)
- バンド内遷移による光吸収と自由キャリア元吸収を分嶋
して測定することができる／（ノド４清をもつ半導体単
結晶の評価装置であって、赤外線光源と、この光源から
前記２つの光吸収を測定−Ｆも丸めの各波長成分を抽出
すべく弼択的に光路に挿脱される２個のフィルタと、こ
のフィルタをｄっ九九を前記半・導体嚇結晶に照射した
ときのその透過光を検出する光検出器と、このｆ、検出
器１８ノノカ１ら前記２つの光吸収に対応する吸収係数
を求めこれを基に前記半導体単結晶のキャリア＠Ｉｆお
よび移動度を算出する演算器とを備え九牛導体琳結晶の
評価装置において、前記の赤外線光源の１１に前記の測
定を行う際の定常値より低い幅度に設定され九＠度に到
達するまで赤外線光源に定′パ直よゆ大きい電流を供給
し、赤外線ｌｔ、源の温並力’ １ｉＩａとの設定され
たｍｒｆに到達したのち、赤外線光源に供給する電流を
定常値（切換る機構を有することを特徴とする半導体単
結晶の評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171473A JPS5873130A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 半導体単結晶の評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171473A JPS5873130A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 半導体単結晶の評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873130A true JPS5873130A (ja) | 1983-05-02 |
Family
ID=15923751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171473A Pending JPS5873130A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 半導体単結晶の評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873130A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4892841A (en) * | 1983-11-29 | 1990-01-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a read only semiconductor memory device |
-
1981
- 1981-10-28 JP JP56171473A patent/JPS5873130A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4892841A (en) * | 1983-11-29 | 1990-01-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a read only semiconductor memory device |
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