本发明专利技术提供一种能够在量子电池的制作工艺中途进行充电层的电特性评价的采用半导体探针的量子电池的试验装置以及试验方法。具备：将导电性的电极54和由金属氧化物半导体所形成的金属氧化物半导体层56层叠在支持体52上所构成的半导体探针50，对半导体探针50所具备的电极54与层叠有二次电池用充电层18的基极电极14之间施加电压的电压源62，和对半导体探针50所具备的电极54与层叠有充电层18的基极电极14之间所流动的电流进行测定的电流计64；对充电层18的电流-电压特性进行测定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种能够在量子电池的制作工艺中途进行充电层的电特性评价的采用半导体探针的量子电池的试验装置以及试验方法。具备：将导电性的电极54和由金属氧化物半导体所形成的金属氧化物半导体层56层叠在支持体52上所构成的半导体探针50，对半导体探针50所具备的电极54与层叠有二次电池用充电层18的基极电极14之间施加电压的电压源62，和对半导体探针50所具备的电极54与层叠有充电层18的基极电极14之间所流动的电流进行测定的电流计64；对充电层18的电流-电压特性进行测定。【专利说明】
本专利技术涉及基于利用紫外线照射所导致的金属氧化物的光激发构造变化从而在带隙中形成能级而捕获电子的新的动作原理，所进行的全固体电池的试验装置以及试验方法。
技术介绍
在电动汽车、移动机器中所使用的二次电池，多搭载有镍-氢二次电池。最近处于锂离子电池作为能够更加高输出化、大容量化的二次电池被开发出并开始实用化的阶段。锂离子电池，在正极中使用含有锂的金属多氧化物，在负极中使用碳等能够收容、放出锂的材料，含浸由能够离子解离的锂盐和能够将其溶解的有机溶剂所构成的电解液。(参考专利文献I等)。由于电解液为液体，因此具有漏液的可能性，由于使用了可燃物，因此有必要提高错误使用时的电池的安全性，因此，也公开了代替电解液而使用了固体电解质的全固体锂二次电池(参考专利文献2等)。锂离子电池 ，由于使用作为稀有金属的锂，因此在成本上变得高价，从性能方面考虑，也期望更加高性能且大容量的二次电池。在这样的状况下，本申请【专利技术者】提出了能够通过简单的构成而达成低成本化以及稳定动作的全固体型半导体电池(以下，称作量子电池)(PCT/JP2010-067643)。量子电池，是将基板、导电性的基极电极、通过使被绝缘性物质覆盖的η型金属氧化物半导体进行光激发构造变化从而在带隙中形成能级而捕获电子的充电层、P型半导体层、以及导电性的对向电极进行层叠而构成。在基极电极与对向电极之间连接电源而对充电层进行充电。这样的量子电池，在其制作工艺中进行用于确认功能的电流-电压特性以及充放电特性的评价。电流-电压特性，一般而言作为评价半导体的特性的方法而被周知，但是，对于二次电池也适用于性能评价。例如，有下述方法:基于混合动力车辆用电池的放电时和充电时的电压与电流的测定值来检测出内阻，推测出正确的电池-电压特性而检测出更正确的电池的内阻(参考专利文献3等)；将电池的输出范围分割成多个区域，对每一区域测定设定组数的电压和电流，基于这些测定值来特定出电池的电流-电压特性，基于该电流-电压特性来演算出电池的最大输出的方法(参考专利文献4等)。此外，在量子电池的制作中，作为二次电池的性能由于依存于充电层，因此，与在成为完成品后进行评价相比，通过在制作工艺中在层叠了充电层的中途阶段进行充电层的评价，能够进行更有效率的制作。在制作工艺的中途阶段进行功能评价是在半导体的领域中进行的手段，例如，存在着以不实际制成场效应型薄膜晶体管、而对成为其活性层的半导体的电特性直接进行测定为目的，在被绝缘膜覆盖的测定用栅极电极的两侧使测定用源极电极以及测定用漏极电极分别露出设置的测定装置。如果使测定用源极电极、测定用漏极电极以及其间的绝缘膜的各露出面与半导体的表面接触，则由该接触部分构成共面(coplanar)型的拟似场效应型薄膜晶体管。由此，在制成元件前，能够进行与元件制成后的通常的共面型的场效应型薄膜晶体管的情况同等的测定(参考专利文献5等)。此外，也提出了:使用拟似M0SFET，在对SOI基板进行评价时以良好精度测定电流-电压特性，使由于历时变化所导致的影响为最小限度而得到再现性良好的值的方法(参考专利文献6等)；用于进行测定的半导体探针(参考专利文献7等)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2002-141062号公报专利文献2:日本特开2007-5279号公报专利文献3:日本特开2000-21455号公报专利文献4:日本特开2000-19233号公报专利文献5:日 本特开平06-275690号公报专利文献6:日本特开2001-267384号公报专利文献7:日本特开2005-524925号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，量子电池为基于新原理的全固体型的二次电池，为了在其制作工艺的中途进行芯片的评价，进而对作为电池特性的充放电特性、电流-电压特性进行评价，无法直接适用以往的方法，必须要对量子电池特有的构造以及特征进行考虑。本专利技术的目的是提供一种由能够在量子电池的制作工艺中途进行充电层的电特性评价的采用半导体探针的量子电池的试验装置以及试验方法。用于解决课题的手段本专利技术作为被测定物采用的对象是量子电池，是将导电性的基极电极、通过使被绝缘性物质覆盖的η型金属氧化物半导体进行光激发构造变化从而在带隙中形成能级而捕获电子的充电层、P型半导体层、以及导电性的对向电极层叠在基板上而构成。为了进行更加稳定的动作，也可在基极电极和充电层之间设置η型金属氧化物半导体的层。为了在将充电层层叠于量子电池的时间点对充电层的电特性进行评价，可通过将进而被层叠在充电层上的层形成于半导体探针上，使该半导体探针与充电层接触来进行电特性测定，从而对最终的完成品的充电层的功能进行评价。因此，半导体探针为将导电性的电极和由金属氧化物半导体所形成的金属氧化物半导体层层叠在支持体上而构成。 当制作中途的测定对象为导电性的基极电极和充电层、或者在导电性的基极电极上设置有η型金属氧化物半导体层和充电层的情况下，半导体探针的金属氧化物半导体为P型半导体，例如为氧化镍或者铜铝氧化物。此外，当制作中途的测定对象为在导电性的对向电极上设置有P型金属氧化物半导体层和充电层的情况下，也可在半导体探针的导电性层上设置η型金属氧化物半导体层。η型金属氧化物半导体例如为二氧化钛。关于充电层，为了捕获电子，通过对被绝缘性物质覆盖的η型金属氧化物半导体照射紫外线而进行光激发构造变化，从而在带隙中形成能级。通过使半导体探针的支持体为弹性体或者一部分具备弹性体部的构成，能够对朝向充电层垂直地推压的情况下的接触压力进行控制，能够使其以适当的压力接触。进而，使本专利技术的半导体探针接触的充电层的表面为微细的粒子的面，为了使探针的面密合于该面地接触，不仅需要压力，也需要使探针面具备柔软性。关于弹性体，作为材料，例如可使用弹性聚合物(elastomer)。关于半导体探针的前端部的电极以及金属氧化物半导体层，对具备比半导体探针的前端部广的面积的充电层面，在对每一区域进行充电特性的评价的同时对充电层面整体的电特性进行评价。由此，能够对充电层面的特性的分布、偏差进行评价，也能够进行各区域间的差分测定。通过使半导体探针的支持体为全面性覆盖充电层面的大小并具备多个由独立的电极以及金属氧化物半导体层所构成的层的构成，能够在使半导体探针接触由独立的电极以及金属氧化物半导体层所形成的层的状态下，对充电层的电特性的分布、偏差同时进行评价。使用了上述的半导体探针的对充电层的电流-电压特性进行评价的电特性试验装置，其特征在于，具备:将导电性的电极和由金属氧化物半导体所形成的金属氧化物半导体层层叠在支持体上所 构成的半导体探针，对半导体探针所具备的电极与层叠本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体探针，其特征在于，是将导电性的电极和由金属氧化物半导体所形成的金属氧化物半导体层层叠在支持体上而构成，使所述半导体探针与二次电池用充电层接触而进行特性评价。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：出羽晴匡，桧皮清康，中泽明，寺门信明，
申请(专利权)人：株式会社日本精密，刮拉技术有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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