本发明专利技术涉及薄膜半导体的结晶性评价装置(1)及结晶性评价方法，其中，通过对薄膜半导体(2a)的样品(2)的测定部位照射激发光及电磁波，并检测来自样品(2)的反射电磁波的强度来对样品(2)的结晶性进行评价。而且，样品(2)的薄膜半导体(2a)形成在导电性膜(2b)上，并且还在样品(2)和放射电磁波的波导管(13)之间设置有对于激发光具有透光性的介电体(3)。因此，具有该构成的薄膜半导体的结晶性评价装置(1)及方法，即使在如上述那样在半导体薄膜(2a)下形成有导电性膜(2b)的情况下，也能够进行该半导体薄膜的结晶性评价。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及薄膜半导体的结晶性评价装置及方法，特别涉及利用微波光电导衰减法(以下称作μ-PCD法)来评价例如硅半导体薄膜的结晶性而合适地被实施的薄膜半导体的结晶性评价装置及方法。
技术介绍
近年来，使用硅等的半导体薄膜的太阳能电池的开发盛行。自以往，在半导体领域中，所述μ -PCD法作为用以进行杂质污染或缺陷评价的非接触、非破坏评价手法而被广泛使用(例如专利文献I的硅晶片的寿命测定方法)。所述μ -PCD法中，电磁波照被射到半导体样品上，由此，该半导体样品中的自由电子基于所述电磁波的电场而运动(移动)。由于该运动状态会因该半导体样品中的杂质、缺陷等的存在而受到影响，因此，照射到该半导体样品上的电磁波的反射波的强度(相对于照射波的强度的变化)，能够作为该半导体样品的结晶性的指标予以利用。所述μ-PCD法是利用此种机制来评价半导体样品的结晶性的。而且，该μ-PCD法还有以下的优点:所述反射波的强度的检测(测定)为非破坏且为非接触，能够在极短的时间内进行。然而，由于电磁波(微波)的波长长而达数毫米以上，因此存在无法评价微小区域的结晶性的问题。此外，在半导体样品为数nm至数十nm左右的多晶硅或者是数μ m以下的单晶硅等那样的该半导体样品的厚度薄(为薄膜样品)的情况下，相对于电磁波的照射波的反射波的强度变化(由半导体样品的结晶性引起的反射波的强度变化)会变得极为微小，因此，存在无法确保充分的测定灵敏度亦即测定精确度的问题。另一方面，若为了提高测定灵敏度而将激发光的强度设定得过强，则有可能损伤样品，而且还会使激发光的光源的成本增加。为此，本案专利技术人提出了专利文献2的技术方案。该以往的技术中，通过将具有所述薄膜样品的带隙以上的能量的激发光聚光于该薄膜样品而对微小区域进行照射，从而使样品中的微小区域产生光激发载流子，并用该光激发载流子的基于电磁波的电场所导致的运动来替代所述自由电子的运动。由此，若检测出因所述激发光的照射而变化的所述反射波的强度，则该所检测的强度便成为表示样品的微小区域(激发光照射区域)的结晶性的指标，从而能够评价此种薄膜的样品。此外，由于所述激发光的照射区域为微小区域，因此，所述反射波的强度变化小，其测定容易受到噪声(noise)的影响，但是，该以往的技术中，通过将所述激发光设为以指定周期被强度调制的光，并且从所述反射光的强度中提取与激发光的强度调制同步的成分，从而从测定值中将不必要的频率成分(噪声)除去。所述专利文献2的方法是一种能够评价TFT等微小区域的结晶性的优异方法，但是，迄今为止的μ-PCD法中存在以下问题:当在作为评价对象的半导体薄膜的紧下方存在导电性膜时，在半导体薄膜中无法得到充分的电场强度，该电场的与光激发载流子间的相互作用也变弱，使测定变得非常困难。具体而言，在太阳能电池中，尤其在使用低成本的非晶硅或微晶硅时，由于半导体薄膜是在玻璃基板上形成背面(底)电极的基础上而形成的，因此，所述底电极便成为所述导电性膜。与此同样的问题也会发生在采用底栅结构的FPD (平板显示器)领域中。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利公开公报特开2007-48959号专利文献2:日本专利公开公报特开2008-51719号
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而作的专利技术，其目的在于提供一种薄膜半导体的结晶性评价装置及方法，在利用μ -PCD法来评价半导体薄膜的结晶性时，即使在半导体薄膜下形成有导电性膜的情况下也能够进行评价。本专利技术所涉及的薄膜半导体的结晶性评价装置及结晶性评价方法中，通过对薄膜半导体的样品的测定部位照射激发光及电磁波，并检测来自所述样品的反射电磁波的强度来对所述样品的结晶性进行评价。而且，所述样品的所述薄膜半导体形成在导电性膜上，并且还在所述样品和所述电磁波照射部之间设置有对于所述激发光具有透光性的介电体。因此，具有此种构成的薄膜半导体的结晶性评价装置及方法，即使是如上述那样在半导体薄膜下形成有导电性膜的情况下，也能够进行该半导体薄膜的结晶性评价。本专利技术的上述及其他的目的、特征及优点，通过以下的详细记载和附图而更为明了。附图说明图1是表示第I实施方式所涉及的薄膜半导体的结晶性评价装置的构成的框图。图2是表示对金属制平台照射微波时的驻波的状况的图。图3是表示在根据照射到样品上的微波的反射波的强度来进行结晶性评价的情况下使本实施方式中所使用的介电体的介电常数和厚度变化时的反射微波的强度变化的图。图4是表不所述样品的表面和介电体的表面反射微波的状况的图。图5是表示对半导体照射激发光而引起的光激发载流子的密度变化的图。图6是表示第2实施方式所涉及的薄膜半导体的结晶性评价装置的构成的框图。具体实施例方式以下，根据附图说明本专利技术一实施方式。在各图中，被付予相同符号的结构表示相同的结构，并适当省略其说明。(第I实施方式)图1是表示第I实施方式所涉及的薄膜半导体的结晶性评价装置的构成的框图。本实施方式的评价装置I是基本上通过使用所述的μ -PCD法来评价半导体的结晶性的装置，如后所述，通过在样品2上重叠介电体3，能够对在玻璃基板(厚度为数mm) 2c上成膜有导电膜2b及薄膜半导体2a(厚度为数μ m程度)的作为该样品2的元件进行评价。作为此种样品2，例如可列举出形成有底电极的太阳能电池、或采用底栅结构的FPD等。另一方面，该评价装置I也可以不经由所述介电体3来进行半导体晶片等的通常般的评价。此种评价装置I例如如图1所示，具备微波振荡器11、波导管12、13、14、定向耦合器15、平台16、紫外激发光源17、检测器18、个人电脑19及所述介电体3。从作为电磁波照射部的一个例子的微波振荡器11所放射出的微波，从波导管12经由定向耦合器15及波导管13而传播，并照射到平台16上的样品的测定部位上。从波导管13的远端照射到样品上的微波，被该样品的表面反射，再射入波导管13。从作为激发光照射部的一个例子的紫外激发光源17照射的具有所述样品的半导体的能带间隙以上的能量的紫外激发光，被照射到较所述微波的照射区域更狭小的区域。在该紫外激发光被照射的期间，半导体中产生光激发载流子，微波的反射率暂时性地增加。该被反射的微波，再从波导管13经由定向耦合器15而被引导至波导管14，并由作为检测部的一个例子的检测器18检测。检测器18的检波信号被传送至作为评价部的一个例子的个人电脑19。如此，基于所述紫外激发光的照射而在半导体中产生的光激发载流子，基于电磁波(微波)的电场而运动(移动)，该运动状态基于半导体中的杂质、缺陷等的存在而受影响。因此，此种结构的评价装置I利用检测器18检测出从样品2反射的反射微波的强度，并通过个人电脑19进行解析，从而能够评价所述半导体的结晶性。而且该反射波的强度的检测(测定)为非破坏且为非接触，能够在极短的时间内进行。此时，个人电脑19也可通过控制具备XY台等而构成的平台16的位置来进行判定样品2中的指定范围的结晶性的映射(mapping)测定。另外,如图2的(A)所不,若对金属制平台21的表面21a照射微波,贝U如符号22所示，形成以该表面21a作为波节的驻波。因此，如图2的(B)所示，当在该金属平台21上放置了薄的样本23时，其表面上的驻波的电场振幅Wl小，因此与光激发载流子间的相互作用弱本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.22 JP 2010-2115241.一种薄膜半导体的结晶性评价装置，包括: 激发光照射部，对薄膜半导体的样品的测定部位照射具有所述薄膜半导体的能带间隙以上的能量的激发光； 电磁波照射部，向所述激发光的照射位置照射电磁波； 检测部，检测基于所述激发光的照射而变化的来自所述样品的反射电磁波的强度； 评价部，根据所述检测部的检测结果来评价所述样品的结晶性； 该薄膜半导体的结晶性评价装置的特征在于: 所述样品的所述薄膜半导体形成在导电性膜上， 该薄膜半导体的结晶性评价装置还包括: 介电体，设置在所述样品与所述电磁波照射部之间，且对于所述激发光具有透光性。2.根据权利要求1所述的薄膜半导体的结晶性评价装置，其特征在于: 满足d= λ/4(e)2的关系，其中，ε为所述介电体的介电常数，d为所述介电体的厚度，λ为所照射的电磁波的波长。3.根据权利要求1或2所述的薄膜半导体的结晶性评价装置，其特征在于: 所述评价部基于由所述检测部所检测的所述反射电磁波的强度的峰值来评价结晶性。4.根据权利要求1至3中任一项所述的薄膜半...
【专利技术属性】
技术研发人员：迫田尚和，高松弘行，乾昌广，尾岛太，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，株式会社钢臂功科研，
类型：
国别省市：
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