JPS5953703B2 - 半導体中の少数担体寿命測定方法 - Google Patents
半導体中の少数担体寿命測定方法Info
- Publication number
- JPS5953703B2 JPS5953703B2 JP55102232A JP10223280A JPS5953703B2 JP S5953703 B2 JPS5953703 B2 JP S5953703B2 JP 55102232 A JP55102232 A JP 55102232A JP 10223280 A JP10223280 A JP 10223280A JP S5953703 B2 JPS5953703 B2 JP S5953703B2
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- Japan
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- minority carriers
- lifetime
- minority carrier
- carrier lifetime
- irradiation
- Prior art date
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- Expired
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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
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体中の少数担体寿命測定方法に関するも
のである。
のである。
半導体中の少数担体寿命の測定方法としては、従来、Ｐ
Ｎ接合の逆方向回復特性やＭＯＳｃ−を特性等を用いる
接触測定法と、マイクロ波をプローブとして、キセノン
、ＬＥＤ等の光を照射することによつて励起された少数
担体の時間的減衰過程を測定する非接触法とが知られて
いる。
Ｎ接合の逆方向回復特性やＭＯＳｃ−を特性等を用いる
接触測定法と、マイクロ波をプローブとして、キセノン
、ＬＥＤ等の光を照射することによつて励起された少数
担体の時間的減衰過程を測定する非接触法とが知られて
いる。
ところで、前記非接触少数担体寿命測定系において、試
料に照射したマイクロ波の反射電力変化から少数担体寿
命を測定する場合、本発明者等は少数担体注入光の照射
時間が測定される少数担体寿命に比べて十分短かい場合
、少数担体減衰の初期経過時間が少なくとも少数担体寿
命の数倍程度の時間では、マイクロ波の反射電力変化Δ
Ｐ（を）、すなわち得られる信号は次式で与えられるこ
とを見い出した。
料に照射したマイクロ波の反射電力変化から少数担体寿
命を測定する場合、本発明者等は少数担体注入光の照射
時間が測定される少数担体寿命に比べて十分短かい場合
、少数担体減衰の初期経過時間が少なくとも少数担体寿
命の数倍程度の時間では、マイクロ波の反射電力変化Δ
Ｐ（を）、すなわち得られる信号は次式で与えられるこ
とを見い出した。
ΔＰ（を）４−Π３を
−■（１＋ ） ｅｘｐ（−−）・・・・・・（１）△
Ｐ（Ｏ）ｄｏτここで、ｄｏは励起光源の直径、Ｄは拡
散定数、τは少数担体寿命である。
Ｐ（Ｏ）ｄｏτここで、ｄｏは励起光源の直径、Ｄは拡
散定数、τは少数担体寿命である。
そこで、この場合できるだけ小さな領域まで少数担体寿
命の測定ができるようにするために、励ノ起光源の直径
ｄｏを小さくしていつた場合、（１）式の第２項が無視
できな＜なり、得られる信号は非指数関数になつてしま
う。
命の測定ができるようにするために、励ノ起光源の直径
ｄｏを小さくしていつた場合、（１）式の第２項が無視
できな＜なり、得られる信号は非指数関数になつてしま
う。
そのため、信号の減衰時定数が少数担体寿命τを表わさ
なくなるという不具合が生じてしまう。１ 本発明はこ
のような不具合を解消でき、半導体基体中の少数担体の
寿命を良好に測定できる半導体中の少数担体寿命測定方
法を提案するものである。
なくなるという不具合が生じてしまう。１ 本発明はこ
のような不具合を解消でき、半導体基体中の少数担体の
寿命を良好に測定できる半導体中の少数担体寿命測定方
法を提案するものである。
すなわち、本発明によれば、励起された少数担フ体の空
間分布が時間的にほとんど変動しないという定常状態が
達成できるまで、励起光の照射をつづけた後、照射を止
め、その後の少数担体の減衰過程を観測することによつ
て、（１）式の第１項に相当する項は常に一定に保たれ
るので、励起光源のｉ直径を小さくしていつた場合でも
、信号の指数関数性が損われないことになる。
間分布が時間的にほとんど変動しないという定常状態が
達成できるまで、励起光の照射をつづけた後、照射を止
め、その後の少数担体の減衰過程を観測することによつ
て、（１）式の第１項に相当する項は常に一定に保たれ
るので、励起光源のｉ直径を小さくしていつた場合でも
、信号の指数関数性が損われないことになる。
したがつて、得られた信号のを＝０の値から１／ｅに減
衰するのに要した時間が少数担体の寿命に一致し、信号
の減衰時定数から少数担体寿命の直読ができるようにな
る。以下、実施例にしたがつて本発明を説明する。
衰するのに要した時間が少数担体の寿命に一致し、信号
の減衰時定数から少数担体寿命の直読ができるようにな
る。以下、実施例にしたがつて本発明を説明する。
第］図に示すように、マイクロ波に対して透明な試料台
１の上に半導体基体からなる試料１ａを載せ、その上側
からＬＥＤ駆動回路６により照射時間および間隔を可変
にできるＬＥＤｌを照射し、試料中に少数担体を励起す
る。一方、試料台の下側からマイクロ波回路４により試
料１ａにマイクロ波を照射し、その反射電力変化を検出
し、それをオシロスコープ５によつて観測する。ここで
、マイクロ波回路４はマイクロ波を発振するガン・ダイ
オード４ａ、そのマイクロ波を伝送する導波管４ｂ、マ
イクロ波を分岐するサーキユレータ４Ｃ、およびマイク
ロ波を検波するミキサ・ダイオード４ｄにより構成され
る。オシロスコープ５に観測される信号は、絞り３の径
ＤＯが大きい場合、ＬＥＤの照射時間にかかわらず例え
ば第３図Ａに示す実験データのようにほ，ぼ指数関数と
なる。
１の上に半導体基体からなる試料１ａを載せ、その上側
からＬＥＤ駆動回路６により照射時間および間隔を可変
にできるＬＥＤｌを照射し、試料中に少数担体を励起す
る。一方、試料台の下側からマイクロ波回路４により試
料１ａにマイクロ波を照射し、その反射電力変化を検出
し、それをオシロスコープ５によつて観測する。ここで
、マイクロ波回路４はマイクロ波を発振するガン・ダイ
オード４ａ、そのマイクロ波を伝送する導波管４ｂ、マ
イクロ波を分岐するサーキユレータ４Ｃ、およびマイク
ロ波を検波するミキサ・ダイオード４ｄにより構成され
る。オシロスコープ５に観測される信号は、絞り３の径
ＤＯが大きい場合、ＬＥＤの照射時間にかかわらず例え
ば第３図Ａに示す実験データのようにほ，ぼ指数関数と
なる。
この実験データはＬＥＤ照射時間さ１００ｎｓ．ｄ０が
５ｍｍの場合で、縦軸が強度、横軸が時間を示す。一方
、絞り３の径ＤＯを小さくしていくと、ＬＥＤの照射時
間が短かい場合、従来の方法では例えば第３図Ｂに示す
ように指数二関数からずれてしまう。この実験データは
ＬＥＤ照射時間さ１００ｎｓ、径ＤＯが上からＤＯ＝０
．７、１、１．５、２ｍｍの場合で、座標は第３図Ａと
同様である。次に、本発明にしたがい、第２図に示すＬ
ＥＤ．ｌ駆動回路において、方形波発振回路７の可変抵
抗ＲＶｌ，ＲＶ２を調整してパルス幅と周期を変え、電
流ブースタ８を通してＬＥＤの照射時間を必要なだけ長
くとれば、信号の指数関数からのずれをなくし、得られ
る信号の減衰時定数から少数担体寿命を直読できるよう
にすることができる。
５ｍｍの場合で、縦軸が強度、横軸が時間を示す。一方
、絞り３の径ＤＯを小さくしていくと、ＬＥＤの照射時
間が短かい場合、従来の方法では例えば第３図Ｂに示す
ように指数二関数からずれてしまう。この実験データは
ＬＥＤ照射時間さ１００ｎｓ、径ＤＯが上からＤＯ＝０
．７、１、１．５、２ｍｍの場合で、座標は第３図Ａと
同様である。次に、本発明にしたがい、第２図に示すＬ
ＥＤ．ｌ駆動回路において、方形波発振回路７の可変抵
抗ＲＶｌ，ＲＶ２を調整してパルス幅と周期を変え、電
流ブースタ８を通してＬＥＤの照射時間を必要なだけ長
くとれば、信号の指数関数からのずれをなくし、得られ
る信号の減衰時定数から少数担体寿命を直読できるよう
にすることができる。
なおＲ１〜Ｒ４は抵抗、０Ｐは演算増幅器、Ｄｌ，Ｄ２
はダイオードである。以上述べた実施例では、方形波発
振回路７のパルス幅を変えるために可変抵抗を使用した
が、コンデンサＣの代わりに可変コンデンサを使用して
もよい。
はダイオードである。以上述べた実施例では、方形波発
振回路７のパルス幅を変えるために可変抵抗を使用した
が、コンデンサＣの代わりに可変コンデンサを使用して
もよい。
さらに、パルス幅が変えられるすべての方形波発振回路
において実施可能である。
において実施可能である。
また、励起光としてはＬＥＤに限られたものではなく、
半導体中に少数担体を発生しうるものであれば、本発明
の効果は何ら損われるものではないマイクロ波の照射領
域として、少数担体を励起する光の照射領域とその輪郭
に沿つて法線方向の外側に少なくとも前記少数担体の拡
散長だけ拡張した領域とを包含するようにし、かつ光の
照射継続時間を少なくとも少数担体の寿命の１倍以上に
して少数担体の空間的分布をほとんど定常状態にするこ
とにより、マイクロ波の反射信号強度がキヤリア濃度の
みの関数となるため、少数担体の寿命をマイクロ波信号
の減衰曲線から直読できるようになるという効果を発揮
する。
半導体中に少数担体を発生しうるものであれば、本発明
の効果は何ら損われるものではないマイクロ波の照射領
域として、少数担体を励起する光の照射領域とその輪郭
に沿つて法線方向の外側に少なくとも前記少数担体の拡
散長だけ拡張した領域とを包含するようにし、かつ光の
照射継続時間を少なくとも少数担体の寿命の１倍以上に
して少数担体の空間的分布をほとんど定常状態にするこ
とにより、マイクロ波の反射信号強度がキヤリア濃度の
みの関数となるため、少数担体の寿命をマイクロ波信号
の減衰曲線から直読できるようになるという効果を発揮
する。
第１図は本発明方法を実施する装置の概略的構成図、第
２図は第］図中ＬＥＤ駆動回路の詳細回路図、第３図Ａ
，Ｂは実験データを示す図である。 １・・・・・・試料台、２・・・・・・ＬＥＤ（発光ダ
イオード）、３・・・・・・絞り、４・・・・・・マイ
タロ波回路、５・・・・・・オシロスコープ。
２図は第］図中ＬＥＤ駆動回路の詳細回路図、第３図Ａ
，Ｂは実験データを示す図である。 １・・・・・・試料台、２・・・・・・ＬＥＤ（発光ダ
イオード）、３・・・・・・絞り、４・・・・・・マイ
タロ波回路、５・・・・・・オシロスコープ。
Claims (1)
- １ 光照射により半導体基体中に少数担体を励起し、そ
の半導体基体にマイクロ波を放射し、その反射波又は透
過波の電力の時間変化から前記少数担体の再結合寿命を
測定する系において、マイクロ波の照射領域として前記
少数担体を励起する光の照射領域とその輪郭に沿つて法
線方向の外側に少なくとも前記少数担体の拡散長だけ拡
張した領域とを包含するようにし、かつ照射する光の照
射継続時間を前記少数担体の寿命の少なくとも１倍以上
にすることを特徴とする半導体中の少数担体寿命測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55102232A JPS5953703B2 (ja) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | 半導体中の少数担体寿命測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55102232A JPS5953703B2 (ja) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | 半導体中の少数担体寿命測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5727043A JPS5727043A (en) | 1982-02-13 |
| JPS5953703B2 true JPS5953703B2 (ja) | 1984-12-26 |
Family
ID=14321893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55102232A Expired JPS5953703B2 (ja) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | 半導体中の少数担体寿命測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953703B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63189835U (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-06 | ||
| JPH02501011A (ja) * | 1986-11-14 | 1990-04-05 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 例えば自動車用の液晶セル付指示装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07130810A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | キャリヤライフタイム測定法及びその装置 |
-
1980
- 1980-07-24 JP JP55102232A patent/JPS5953703B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02501011A (ja) * | 1986-11-14 | 1990-04-05 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 例えば自動車用の液晶セル付指示装置 |
| JPS63189835U (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5727043A (en) | 1982-02-13 |
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