应用于透明基底的薄膜的实时温度、光学带隙、膜厚度和表面粗糙度测量制造技术

本发明专利技术提供一种用于与沉积在大体透明基底（28）例如光伏电池上的薄膜半导体材料（26）的生产相关的方法和装置（20），用于检测薄膜（26）的特性，例如它的温度、表面粗糙度、厚度和/或光学吸收特性。由膜（26）发射的漫散射光（34，34’）得到的光谱曲线（44）揭示了特征光学吸收（Urbach）边。此外，吸收边可用于评价离散的材料样本（22）之间或同一材料样品（22）的不同位置之间的相对表面粗糙状况。通过比较两个或多个光谱曲线的吸收边特性，可以进行定性评价以确定膜（26）的表面粗糙度是优质还是劣质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】应用于透明基底的薄膜的实时温度、光学带隙、膜厚度和表面粗糖度测量相关申请的交叉引用本申请要求2010年7月9日提交的第61/362，938号美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入此处。
本专利技术大体涉及应用于大体透明基底的薄膜层的非接触式测量；更具体地用于参照薄膜材料的光学吸收边评价薄膜的至少相对表面粗糙度。
技术介绍
涉及在基底上沉积薄膜的先进制造工艺通常依赖于以高的精确度和可重复性监控半导体材料特性(例如它的温度、表面粗糙度、厚度和/或光学吸收特性)的能力。如目前公知的，当光子能量超过带隙能量时将会产生突变的强吸收。在Weilmeier 等人的《一种用于分子束外延中的半导体基底的光学温度测量新技术(A New Optical Temperature Measurement Technique for Semiconductor Substrates in Molecular Beam Epitaxy)))(加拿大物理学期刊 Canadian Journal of Physics, 1991 年，69 卷， 422-426页)中，描述了一种用于测量具有绒化背面的较厚基底的漫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.09 US 61/362,9381.一种用于评估应用于大体透明基底的薄膜的至少表面粗糙度的方法，其特征在于， 所述方法包括如下步骤a)提供大体透明的基底；b)在基底上沉积材料薄膜；该膜的材料组分具有光学吸收(Urbach)边；该膜具有暴露的上表面，该上表面具有可测的表面粗糙度；c)使白光与沉积在基底上的膜相互作用以产生漫散射光；d)用与膜间隔开的探测器探测由膜发射的漫散射光；e)在光谱仪中收集探测到的光；利用光谱仪生成光谱数据，其中探测到的光被解析成相应光强度的尚散的波长组分；f)在光谱数据中确定光学吸收(Urbach))边；以及g)根据吸收边确定膜的相对表面粗糙度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定表面粗糙度的步骤包括计算强度相对波长光谱下方以及所确定的吸收边上方的面积。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定表面粗糙度的步骤包括比较光谱数据中吸收边上方和下方的相对变化。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定表面粗糙度的步骤包括比较吸收边的斜率与参考吸收边的斜率。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定表面粗糙度的步骤包括比较至少两个由不同组光谱数据获取的吸收边。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括用探测器扫描薄膜的暴露表面。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述扫描步骤包括使薄膜和基底相对探测器整体移动，同时在薄膜和基底之间维持基本恒定的标准间隔。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述移动步骤包括使薄膜和基底相对探测器在横向和纵向上整体平移。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底包括玻璃材料组分。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉积步骤包括在所述相互作用步骤之前在真空腔中将气化形式的膜材料冷凝至基底上。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相互作用步骤包括使光在薄膜的暴露表面上反射。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相互作用步骤包括使光透过薄膜和基底传播。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱仪包括固态光谱仪。14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括根据所确定的光学吸收边确定膜的厚度。15.一种用于共同确定应用于大...

【专利技术属性】
技术研发人员：达里尔·巴利特，查尔斯·A·泰勒二世，巴里·D·维斯曼，
申请(专利权)人：K空间协会公司，
类型：
国别省市：