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JPS6237532B2 - - Google Patents
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JPS6237532B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6237532B2
JPS6237532B2 JP60152219A JP15221985A JPS6237532B2 JP S6237532 B2 JPS6237532 B2 JP S6237532B2 JP 60152219 A JP60152219 A JP 60152219A JP 15221985 A JP15221985 A JP 15221985A JP S6237532 B2 JPS6237532 B2 JP S6237532B2
Authority
JP
Japan
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semiconductor
sample
photovoltage
frequency
light beam
Prior art date
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Expired
Application number
JP60152219A
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Japanese (ja)
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JPS6144438A (en
Inventor
Tadasuke Munakata
Noriaki Pponma
Shigeru Nishimatsu
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体、特に、ウエハ状半導体の表
面電位の測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a device for measuring the surface potential of a semiconductor, particularly a wafer-shaped semiconductor.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

半導体の表面電位は、ウエハ表面処理(例え
ば、酸化膜形成、化学洗浄処理、ガス吸着処理)
に大きく依存し、表面処理を評価する大きな因子
である。従つて、大規模集積回路(LSI)工程の
初期段階で重要となる。また、近年、特殊な(p
−n接合を有しない)太陽電地の分野でも重要視
されている。
The surface potential of semiconductors is determined by wafer surface treatment (e.g. oxide film formation, chemical cleaning treatment, gas adsorption treatment)
It is a major factor in evaluating surface treatment. Therefore, it is important in the early stages of large-scale integrated circuit (LSI) processing. In addition, in recent years, special (p
-N junction) is also considered important in the field of solar power sources.

一般に、物質の表面の電位を測定する手段とし
て振動容量法が知られている。例えば、ベルシス
テムテクニカルジヤーナル第32巻第1号1953年第
1項(Bell System Technical Journal Vol.32.
No.1 1953 P1〜)を参照。
Generally, the vibration capacitance method is known as a means of measuring the potential on the surface of a substance. For example, Bell System Technical Journal Vol. 32, No. 1, 1953, Section 1.
No.1 1953 P1~).

半導体、特に、表面に酸化膜が存在しているよ
うな場合は、振動容量法では半導体表面(酸化膜
によつて蔽われている)の電位を測定することは
事実上不可能である。その他に、真空中で光電子
放射を用いる手法があるが実用的ではない。
In the case of a semiconductor, especially when an oxide film is present on the surface, it is virtually impossible to measure the potential of the semiconductor surface (covered by the oxide film) using the oscillatory capacitance method. Another method uses photoelectron radiation in a vacuum, but it is not practical.

実用的な観点から知られている唯一の方法は、
酸化膜上に金属電極を形成し、いわゆる、MOS
(Metal−Oxide−Semiconductor)構造となし、
バイアス電圧と容量変化との関係から、いわゆ
る、フラツトバンド電圧を求める方法である。フ
ラツトバンド電位は、表面電位によつて形成され
る、いわゆる、エネルギバンドの傾斜を平坦(フ
ラツト)にするために外部から印加する電圧のこ
とであり、この値は、直接表面電位を示すもので
はないが、フラツトバン電圧から、ある種の仮定
を用いて表面電位を求めることができる。
The only way known from a practical point of view is
A metal electrode is formed on the oxide film, so-called MOS
(Metal−Oxide−Semiconductor) structure and none,
This is a method of determining the so-called flat band voltage from the relationship between bias voltage and capacitance change. Flat band potential is a voltage applied externally to flatten the slope of the energy band formed by the surface potential, and this value does not directly indicate the surface potential. However, the surface potential can be determined from the flat bang voltage using certain assumptions.

しかし、上に述べたフラツトバンド電圧測定法
では、電極となる金属をSiO2膜に直接接続させ
るため、膜の表面を汚染および損傷してしまう欠
点がある。さらに、容量測定に際して、酸化膜の
厚膜をあらかじめ知つておく必要があり、その分
だけ、測定に要する時間が増大する。金属電極は
蒸着などで形成することが多いから、結局、フラ
ツトバンド電圧測定法は、測定用の試料が与えら
れてから、結果がえられる迄の要求される労力、
時間は甚大である。しかも、測定は破かい検査に
該当するから、試料を、再びプロセスラインに戻
すことは不可能であり、オンライン検査を指向す
る昨今の傾向からみると大きな欠点を有する手段
であると云わざるをえない。
However, the flat band voltage measurement method described above has the disadvantage that the metal that serves as the electrode is directly connected to the SiO 2 film, resulting in contamination and damage to the surface of the film. Furthermore, when measuring the capacitance, it is necessary to know in advance the thickness of the oxide film, which increases the time required for the measurement. Metal electrodes are often formed by vapor deposition, etc., so the flat band voltage measurement method requires less labor and effort from the time a sample is given to the time the results are obtained.
Time is enormous. Moreover, since the measurement corresponds to a break inspection, it is impossible to return the sample to the process line again, and considering the recent trend towards online inspection, it must be said that this method has major drawbacks. do not have.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

したがつて、本発明は、従来、表面電位測定の
唯一の方法と考えられているフラツトバンド電圧
測定法に代つて、非接触、非破かいで短時間に半
導体の表面電位を測定できる半導体特性測定装置
を提供することを目的とする。その結果として、
オンライン(もしくは、インライン)で半導体バ
イス製造工程に適用可能な半導体特性測定装置を
提供するものである。尚、対象とする半導体は、
酸化膜を有するp型Siウエハが主対象であるが、
GeやGaAsなどの他の半導体材料にも適用可能で
あることは云う迄もない。
Therefore, the present invention provides a method for measuring semiconductor characteristics that can measure the surface potential of semiconductors in a short time without contact and without breaking the surface, in place of the flat band voltage measurement method, which has conventionally been considered the only method for measuring surface potential. The purpose is to provide equipment. As a result,
The present invention provides a semiconductor characteristic measuring device that can be applied to semiconductor device manufacturing processes on-line (or in-line). The target semiconductors are:
The main target is p-type Si wafers with an oxide film, but
Needless to say, it is also applicable to other semiconductor materials such as Ge and GaAs.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は光起電力効果を応用してなされてい
る。表面電位が存在する(つまり、エネルギバン
ドが傾斜している)と、半導体の表面に比較的高
い電界が存在する。従つて、この状態で光子ビー
ムを半導体に照射すると、半導体の内部で発生し
た電子一正孔対が、表面の高電界領域で分離し、
これがため、ウエハの表裏面間に、いわゆる、光
電圧が発生する。この現象は、p型Siウエハに酸
化膜を形成した場合に顕著にあらわれ、特性的に
は、p−n接合に光を照射した場合に光電圧が発
生する状態に酷似している。そのため、近年、p
型Siに酸化膜を形成するだけの太陽電池が報告さ
れている程である。
The present invention is made by applying the photovoltaic effect. When a surface potential exists (ie, the energy band is tilted), a relatively high electric field exists at the surface of the semiconductor. Therefore, when a photon beam is irradiated onto a semiconductor in this state, the electron-hole pairs generated inside the semiconductor are separated in the high electric field region on the surface.
Therefore, a so-called photovoltage is generated between the front and back surfaces of the wafer. This phenomenon appears conspicuously when an oxide film is formed on a p-type Si wafer, and its characteristics are very similar to the state in which a photovoltage is generated when a pn junction is irradiated with light. Therefore, in recent years, p
A solar cell that simply forms an oxide film on Si type has been reported.

そこで、以下の説明では、酸化膜を有するp型
Siウエハを例にとる。本発明では、パルス化した
光子ビームを半導体に照射し、そのときに生じる
交流状の光電圧を検出する。本発明の特徴の一つ
は、太陽電池の場合と違つて、照射光がパルス化
されている点にある。その結果、交流状の光電圧
を電気的容量を介して検出することが可能とな
り、これにより非接触測定が実現される。
Therefore, in the following explanation, p-type
Take a Si wafer as an example. In the present invention, a semiconductor is irradiated with a pulsed photon beam, and an alternating current photovoltage generated at that time is detected. One of the features of the present invention is that, unlike the case of solar cells, the irradiation light is pulsed. As a result, it becomes possible to detect an alternating current photovoltage via the electrical capacitance, thereby realizing non-contact measurement.

パルス光を使用する他の重要な理由は、光電圧
のパルス光周波数依存性を知ることが可能となる
点にある。換言すると、光電圧の位相変化(光子
ビームが連続的に変調される場合)が利用できる
のみならず、光電圧の減衰時間(光子ビームが単
パルス光の場合)が有効なパラメータとして利用
できるからである。
Another important reason for using pulsed light is that it makes it possible to know the dependence of the light voltage on the pulsed light frequency. In other words, not only the phase change of the photovoltage (when the photon beam is continuously modulated) can be used, but also the decay time of the photovoltage (when the photon beam is a single pulse of light) can be used as an effective parameter. It is.

まず、本発明の基本的な原理について述べる。
発明者の実験的、理論的検討からえられた知見に
よれば、表面電位VSは次式で与えられる。
First, the basic principle of the present invention will be described.
According to the findings obtained from the inventor's experimental and theoretical studies, the surface potential V S is given by the following equation.

但し、上式は、VS/2が半導体内部のフエル
ミ電位(半導体の教科書に示す式から容易に求め
ることができる)より小さい場合に成り立つ。然
らざる場合は、上式は若干の修正を要するが、複
雑さをさけるため、ここでは省略する。
However, the above equation holds true when V S /2 is smaller than the Fermi potential inside the semiconductor (which can be easily determined from the equation shown in semiconductor textbooks). If this is not the case, the above equation requires some modification, but to avoid complexity, it is omitted here.

なお、上式において、 q:素電荷 k:ボルツマン定数 T:温度 μ:多数キヤリアの移動度 p0:多数キヤリアのウエハ深部での密度 εS:半導体の誘電率 であり、いずれも過去の知見から容易に求めるこ
とができる。
In the above equation, q: Elementary charge k: Boltzmann constant T: Temperature μ: Mobility of majority carrier p 0 : Density of majority carrier deep in the wafer ε S : Permittivity of semiconductor, both of which are based on past knowledge. It can be easily obtained from

問題はTjである。これは、時間のデイメンジ
ヨンを有し、表面電位VSによつて半導体の内部
に生じる、いわゆる空乏層によつて決定され、次
式で表わされる。
The problem is T j . This has a time dimension and is determined by a so-called depletion layer generated inside the semiconductor by the surface potential V S and is expressed by the following equation.

j=rjj ……(2) 既に述べたように、表面電位の存在によつて光
電圧が発生するのは、p−n接合に酷似している
が、p−n接合は、電気的等価回路として、抵抗
j、容量Cjの並列結合によつて表わされる。式
(2)に示すrjは、p−n接合して模して今回発明
者によつて導入された一種の接合抵抗(単位面積
当り)であり、Cjは既に教科書に記述されてい
る空乏層容量(単位面積当り)である。
T j = r j C j ...(2) As already mentioned, the generation of photovoltage due to the presence of surface potential is very similar to the p-n junction, but the p-n junction is As an electrical equivalent circuit, it is represented by a parallel combination of a resistance R j and a capacitance C j . formula
r j shown in (2) is a type of junction resistance (per unit area) that was introduced by the inventor this time by imitating a p-n junction, and C j is a depletion resistance already described in textbooks. Layer capacitance (per unit area).

従つて、本発明において、表面電位を測定する
ことは、即ち、Tjを求めることに帰着する。
Therefore, in the present invention, measuring the surface potential comes down to finding T j .

次にTjの測定方法について述べる。 Next, a method for measuring T j will be described.

jの測定方法は、大別すると次の2種類にな
る。第1の方法は、所定の周波数で連続的に変調
された光子ビームを用いる方法である。第2の方
法は、単パルス光を用いる方法である。第1の方
法は、実効的に周波数帯域の狭い増幅器が適用で
きるから、信号としての光電圧が小さい場合でも
適用でき、一般性が高い。これに対して、第2の
方法は、帯域の広い増幅器を必要とするから、光
信号が小さい場合(μV以下)にはSN比の観点
から適用困難となる。しかし、光電圧が比較的大
きい試料については、構成が単純になるから、第
2の方法は、単能機的簡便性が要求される場合に
有効である。
The methods for measuring T j can be broadly classified into the following two types. The first method uses a photon beam that is continuously modulated at a predetermined frequency. The second method is a method using single pulse light. In the first method, an amplifier with an effectively narrow frequency band can be applied, so it can be applied even when the optical voltage as a signal is small, and is highly general. On the other hand, since the second method requires a wide band amplifier, it is difficult to apply when the optical signal is small (μV or less) from the viewpoint of the S/N ratio. However, since the configuration is simple for a sample with a relatively large photovoltage, the second method is effective when simple functionality is required.

始めに、第1図を用いて、連続的に変調された
光子ビームを用いる場合についてのTjの測定方
法を説明する。光子ビームの変調周波数fを変え
て光電圧VPを測定すると、その振幅(絶対値)
は第1図に示すような周波数依存性を示す。この
曲線は三つの領域に分けて考えることができる。
第1の領域は、光電圧VPが変調周波数fに依存
しない領域であり、第2の領域は光電圧VPが45
゜の傾斜をもつて、変調周波数fの増加と共に減
少する領域であり、次いで、45゜以上の急な傾斜
で光電圧VPが変調周波数fの増加と共に減少す
る第3の領域が続く。
First, a method for measuring T j using a continuously modulated photon beam will be explained using FIG. When the photovoltage V P is measured by changing the modulation frequency f of the photon beam, its amplitude (absolute value)
shows frequency dependence as shown in FIG. This curve can be divided into three regions.
The first region is a region where the photovoltage V P does not depend on the modulation frequency f, and the second region is a region where the photovoltage V P is 45
A region in which the photovoltage V P decreases with increasing modulation frequency f with a slope of 45° is followed by a third region in which the photovoltage V P decreases with increasing modulation frequency f with a steep slope of more than 45°.

第1図では、第1の曲折点Tjを与える変調周
波数fをfjで示してあるが、これは、光電圧VP
が、平坦な最大値から1/√2に低下した点の変
調周波数fで与えられる。発明者の実験結果によ
ると、この変調周波数fjはTjに対応しており、 Tj=1/2πf ……(3) で与えられる。
In FIG. 1, the modulation frequency f giving the first bending point T j is indicated by f j , which corresponds to the photovoltage V P
is given by the modulation frequency f at the point where it has decreased to 1/√2 from the flat maximum value. According to the inventor's experimental results, this modulation frequency f j corresponds to T j and is given by T j =1/2πf j (3).

第1図での第2の曲折点τは、ウエハ内の少数
キヤリアの寿命時間によつて与えられ、寿命時間
が小さい(数10μs以下)場合はその曲折点は高
周波領域に移動し、変調周波数fjと容易に分離
できる。さらに、用いる光子ビームの波長を短か
く(例えば500nm)すると、この曲折点を事実
上無視できるようになるから、第2の曲折点τは
事実上、第1の曲折点Tjを探すのに支障とはな
らない。因みに、変調周波数fjは殆んど1KHz以
下である。これに対し、第2の曲折点τは
10KHz以上に存在する。
The second bending point τ in Fig. 1 is given by the lifetime of the minority carriers in the wafer, and if the lifetime is small (several tens of microseconds or less), the bending point moves to a high frequency region, and the modulation frequency It can be easily separated from f j . Furthermore, if the wavelength of the photon beam used is shortened (for example, 500 nm), this bending point can be virtually ignored, so the second bending point τ is effectively used to find the first bending point T j It will not be a hindrance. Incidentally, the modulation frequency f j is almost 1 KHz or less. On the other hand, the second bending point τ is
Exists above 10KHz.

第1図に示す光電圧VPの振幅(絶対値)変化
に伴つて、交流信号である光電圧VPの位相φP
も、変調周波数fに依存して変化する。このφP
−f特性を第2図に示す。即ち、位相φPが45゜
の時間の周波数がfjを与えることになる。
As the amplitude (absolute value) of the photovoltage VP shown in FIG. 1 changes, the phase φP of the photovoltage VP , which is an AC signal, changes.
also changes depending on the modulation frequency f. This φ P
-f characteristics are shown in FIG. That is, the frequency at the time when the phase φ P is 45° gives f j .

光電圧VPの振幅変化から周波数fjを求める方
法と、位相φPの変化から周波数fjを求める方法
とは、同一現象の表裏を観察していることに相当
するから、いずれか一方を用いることで充分であ
るが、現状技術では、振幅(絶対値)変化を調べ
る方が信頼度が高い。
The method of determining the frequency f j from the amplitude change of the photovoltage V P and the method of determining the frequency f j from the change of the phase φ P are equivalent to observing the two sides of the same phenomenon, so it is important to consider either one of them. However, with the current state of the art, it is more reliable to examine changes in amplitude (absolute value).

次に、単パルス光を用いて、Tjを測定する方
法を説明する。第3図に、単パルス光の波形と、
そのパルス光に対応した光電圧の波形を示す。こ
の波形は、既に述べたCjを光照射で充電し、そ
の放電波形を観測していることになる。したがつ
て、単パルス光のパルス幅は、Tjに比して充分
長い方が、有利であり、Tjが数ms以下である
点を考えれば、パルス幅は数10msが適当であ
る。
Next, a method of measuring T j using single pulse light will be explained. Figure 3 shows the waveform of single pulse light,
The waveform of the optical voltage corresponding to the pulsed light is shown. This waveform is obtained by charging the previously described C j by light irradiation and observing the discharge waveform. Therefore, it is advantageous for the pulse width of the single pulse light to be sufficiently longer than T j , and considering that T j is several ms or less, the appropriate pulse width is several tens of ms.

第3図に示すように、光電圧VPが1/eに達
する時間を求めると、これがTjを与えることに
なり、第1の方法の場合と違い、Tjが直接求ま
る。
As shown in FIG. 3, if the time required for the photovoltage V P to reach 1/e is determined, this will give T j , and unlike the case of the first method, T j can be determined directly.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を参照して詳細に説明す
る。第4図に、光電圧VPの振幅もしくは位相か
らTjを求め、かつ、表面電位VSを求めるように
した本発明による半導体特性測定装置の基本構成
を示す。試料2は、裏側電極を兼ねた試料台1上
に配置され、透明電極3を介して、パルス化され
た光子ビーム10が試料2を照射する。透明電極
3は、試料2表面を損傷させないため、空隙を介
して試料2に対向して配置されているが、多くの
場合、マイラ膜やマイカ膜のような透明な絶縁膜
をそう入してもよい。光子ビーム10は光源6か
ら放射され、必要に応じて、レンズ(図示せず)
を用いて収束させてもよい。光源6から出た光子
ビーム10′は光変調器5で所定の周波数に変調
され、その一部はビーム分割器7で分割され、光
検知器8で電気信号に変えられる。この信号は光
電圧に対する位相基準として用いられる。大部分
の光は、反射鏡4で反射された後、透明電極3を
通過して試料2に入る。発生した光電圧は透明電
極3と試料台を兼ねる電極1とによつて検出さ
れ、位相検波増幅処理装置9で、その振幅、位相
が見いだされる。次いで、発振器11で、駆動周
波数を走査することにより、光電圧の振幅もしく
は位相の周波数依存性を求めることができる。最
終的には、式(1)(もしくは必要に応じて修正され
た式)を用いて、表面電位を求めることができ、
この値を表示することができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. FIG. 4 shows the basic configuration of a semiconductor characteristic measuring device according to the present invention, which determines T j from the amplitude or phase of the optical voltage V P and also determines the surface potential V S . A sample 2 is placed on a sample stage 1 which also serves as a back electrode, and a pulsed photon beam 10 is irradiated onto the sample 2 via a transparent electrode 3. The transparent electrode 3 is placed facing the sample 2 with an air gap in order not to damage the surface of the sample 2, but in many cases, a transparent insulating film such as a mylar film or a mica film is inserted therein. Good too. A photon beam 10 is emitted from a light source 6 and optionally a lens (not shown).
may be used to converge. A photon beam 10' emitted from a light source 6 is modulated to a predetermined frequency by an optical modulator 5, a part of which is split by a beam splitter 7, and converted into an electrical signal by a photodetector 8. This signal is used as a phase reference for the photovoltage. Most of the light, after being reflected by the reflecting mirror 4, passes through the transparent electrode 3 and enters the sample 2. The generated photovoltage is detected by the transparent electrode 3 and the electrode 1 which also serves as a sample stage, and its amplitude and phase are detected by the phase detection amplification processing device 9. Next, by scanning the driving frequency with the oscillator 11, the frequency dependence of the amplitude or phase of the optical voltage can be determined. Finally, the surface potential can be determined using equation (1) (or a modified equation as necessary),
This value can be displayed.

第5図には、光電圧の振幅の減衰特性からTj
を求める実施例を示す。試料2、透明電極3、試
料台1、反射鏡4、光変調器5、光源6などの配
置構成は、第4図に示した場合と同じある。パル
ス発生器12で単パルスを、発生させ、この電圧
をトリガ信号として入力インピーダンスの高いシ
ンクロスコープ13で、光電圧の減衰波形を観察
することにより、既に第3図を用いて説明したよ
うにTjを求めることができる。従つて、式(1)か
ら、表面電位を計算で求めることができる。
FIG. 5 shows that T j
An example of finding the following is shown below. The arrangement of the sample 2, transparent electrode 3, sample stage 1, reflecting mirror 4, optical modulator 5, light source 6, etc. is the same as that shown in FIG. By generating a single pulse with the pulse generator 12 and using this voltage as a trigger signal to observe the attenuation waveform of the optical voltage with the synchroscope 13 having a high input impedance, T can be obtained as already explained using FIG. 3. j can be found. Therefore, the surface potential can be calculated from equation (1).

表面電位は、ガス雰囲気に依つて変化するため
適当なガス雰囲気を試料の周辺に作る場合は、適
当な容器の中に、試料を配置すればよい。又、試
料面上の研究の測定点を選択するためには、光子
ビームを偏向走査すればよいことは明らかで、こ
れは従来知られている光ビーム偏向装置を付加す
ることにより容易に実現される。
Since the surface potential changes depending on the gas atmosphere, if an appropriate gas atmosphere is to be created around the sample, the sample may be placed in an appropriate container. Furthermore, it is clear that in order to select measurement points for research on the sample surface, it is sufficient to deflect and scan the photon beam, and this can be easily achieved by adding a conventionally known optical beam deflection device. Ru.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したよう、本発明によれば、従来、
事実上不可能であつた表面電位の非破かい装定装
置が提供可能となる。
As explained above, according to the present invention, conventionally,
It becomes possible to provide a non-destructive mounting device for surface potential, which has been virtually impossible.

しかも、本発明によれば、酸化膜の厚さは測定
に介在しないから、フラツトバンド電圧測定法に
比べると、測定労力が大幅に節約できる。
Moreover, according to the present invention, since the thickness of the oxide film does not intervene in the measurement, the measurement labor can be significantly reduced compared to the flat band voltage measurement method.

さらに、本発明によれば、与えられた試料に何
らの変更を加えずに測定可能であるから、結果的
に、実装プロセス途上に本測定装置を導入するこ
とができる。
Further, according to the present invention, measurement can be performed without making any changes to a given sample, and as a result, the present measuring device can be introduced during the mounting process.

従つて、その工業的、物理的効果は甚大であ
る。
Therefore, its industrial and physical effects are enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、光電圧と光の変調周波数との関係を
示す図、第2図は、光電圧の位相と変調周波数と
の関係を示す図、第3図は、光パルスで試料を照
射した時の、光パルス波形と光電圧信号の時間的
関係を示す図、第4図は、光電圧の幅幅あるいは
位相からTjを測り、表面電位を求めるための本
発明による半導体特性測定装置の基本構成、第5
図は、光電圧の時間的減衰特性からTjを測り、
表面電位を求めるための実施例の基本構成図であ
る。 1……試料台(電極)、2……半導体試料、3
……透明電極、4……反射鏡、5……光変調器、
6……光源、7……ビームスプリツタ、8……光
検知器、9……位相検波増幅処理装置、10,1
0′……光子ビーム、11……発振器、12……
パルス発生器、13……シンクロスコープ。
Figure 1 shows the relationship between the photovoltage and the modulation frequency of light, Figure 2 shows the relationship between the phase of the photovoltage and the modulation frequency, and Figure 3 shows how the sample was irradiated with light pulses. FIG . 4 is a diagram showing the temporal relationship between the optical pulse waveform and the optical voltage signal at the time of the test. Basic configuration, 5th
The figure shows T j measured from the temporal attenuation characteristics of the photovoltage,
FIG. 2 is a basic configuration diagram of an embodiment for determining surface potential. 1...Sample stand (electrode), 2...Semiconductor sample, 3
...transparent electrode, 4...reflector, 5...light modulator,
6...Light source, 7...Beam splitter, 8...Photodetector, 9...Phase detection amplification processing device, 10,1
0'... Photon beam, 11... Oscillator, 12...
Pulse generator, 13... synchroscope.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 周波数が可変のパルス化された光ビームを発
生する手段と、導電性試料台上に載置された半導
体試料と、上記半導体試料に対向して容量結合す
るように配置された透明電極と、上記透明電極を
通過して上記光ビームを上記半導体試料に照射す
る手段と、上記半導体試料に発生した光電圧を上
記透明電極と上記導電性試料台とによつて電気信
号として取り出し、上記電気信号と上記光ビーム
信号との間の位相差がほぼ45゜あるいは上記電気
信号の振幅が最大値からほぼ1/√2の低下を与
える上記光ビーム信号の特定周波数を求め、上記
特定周波数から所定の関係式に基づいて上記半導
体試料の表面電位を算出する手段とを備えてなる
ことを特徴とする半導体特性測定装置。
1. means for generating a pulsed light beam with variable frequency; a semiconductor sample placed on a conductive sample stage; a transparent electrode disposed facing the semiconductor sample so as to be capacitively coupled; means for irradiating the semiconductor sample with the light beam passing through the transparent electrode; and a means for extracting the photovoltage generated in the semiconductor sample as an electrical signal by the transparent electrode and the conductive sample stage; Find a specific frequency of the light beam signal that gives a phase difference of approximately 45° between the signal and the light beam signal, or a drop in amplitude of the electrical signal of approximately 1/√2 from the maximum value, and calculate a predetermined frequency from the specific frequency. A semiconductor characteristic measuring device comprising means for calculating the surface potential of the semiconductor sample based on the relational expression.
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