CN101365937A - 用于检查带隙半导体结构的方法和*** - Google Patents
用于检查带隙半导体结构的方法和*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN101365937A CN101365937A CNA2006800460297A CN200680046029A CN101365937A CN 101365937 A CN101365937 A CN 101365937A CN A2006800460297 A CNA2006800460297 A CN A2006800460297A CN 200680046029 A CN200680046029 A CN 200680046029A CN 101365937 A CN101365937 A CN 101365937A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- photoluminescence
- silicon
- pass filter
- image capture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 125
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 claims abstract description 127
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 132
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 88
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 88
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 53
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 46
- 206010019133 Hangover Diseases 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 16
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 4
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- ZBAWGCVFEPAQCL-UHFFFAOYSA-N CC1=CC(CCN)CC1 Chemical compound CC1=CC(CCN)CC1 ZBAWGCVFEPAQCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 0 CCC1*CCC1 Chemical compound CCC1*CCC1 0.000 description 1
- 238000011111 UV-scan method Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6489—Photoluminescence of semiconductors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明描述了用于检查间接带隙半导体结构(140)的方法(600)和***(100)。光源(110)生成适于在所述间接带隙半导体结构(140)中引发光致发光的光(612)。短通滤波器单元(114)减少所生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光。准直器(112)对所述光进行准直。利用所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述间接带隙半导体结构(140)的大面积(618)。图像捕获设备(130)捕获由入射在所述间接带隙半导体结构的所述大面积上的所述基本上均匀的同时照射所引发的光致发光的图像(620)。对所述光致发光图像进行图像处理(622),以便利用在所述大面积内所引发的所述光致发光的空间变化来量化所述间接带隙半导体结构(140)的空间分辨的指定电子特性。
Description
技术领域
本发明总体上涉及半导体测试,更具体来说,本发明涉及对间接带隙半导体材料的测试。
背景技术
光电制造是一个正在快速扩张的市场,其典型的年增长率高于百分之三十(30%)。居主导地位的太阳能电池制造部分是基于多晶体晶片的技术。在该产业中,总生产量的很大一部分低于规范并且被报废,从而导致该产业每一年都遭受很大的财务损失。生产太阳能电池涉及到开始于半导体裸晶片(例如硅)的高度专业化的处理步骤序列。
Bel’kov,VV等人的“Microwave-induced patterns in n-GaAs andtheir photoluminescence imaging(n-GaAs中的微波引发的模式及其光致发光成像)”(Physical Review B,Vol.61,No.20,The AmericanPhysical Society,2000年5月15日,pp.13698-13702)描述了一种对n-GaAs进行光致发光(PL)成像的技术。光致发光是由半导体材料响应于光学激发而发射的光。利用所述光致发光成像,可以在均匀的微波辐射下在均匀的n-GaAs层中无接触地研究高电子密度的自组织模式。所述n-GaAs无接触样品被容纳在矩形波导中,所述矩形波导具有用于观测的网状金属窗口,其耦合到微波发生器并且受到微波辐射。包括所述n-GaAs样品的该组件在包含液体氦的致冷浴(bath cryostat)中被冷却到4.2K,并且利用被组织成环状的几个红色(620nm)发光二极管对其进行均匀照射。所述致冷器具有与所述网状金属窗口对准的窗口。把视频摄影机定向成面向所述样品,光学器件和820nm(长通)干涉滤波器被按照该顺序***在所述致冷器窗口与所述摄影机之间。该摄影机捕获3mm x 4mm的图像,其中的某些图像显示出来自受微波辐射的所述样品的光致发光中的黑点的形成。
Bel’kov的所述***可以被用来测试n-GaAs,其是直接带隙半导体。由于这种半导体中的光致发光效率很高,因此可以把相对较低功率的LED用作光源以便引发光致发光,在所述光致发光中,所述源照射发散。此外,所述波导和致冷器窗口的设置限制了所述摄影机的可视区域。不利的是,这样仅仅允许测试较小的面积(3mm x 7mm)。此外,所述***需要在由致冷器产生的低温下来测试样品。Bel’kov的所述配置允许通过所述视频摄影机来捕获来自所述LED的源照射。所述长通滤波器意在阻断来自所述LED的照射并且把高于820nm的光致发光透射到所述摄影机,但是同时也把来自所述LED的高于820nm的任何照射都透射了到该摄影机。对于n-GaAs样品来说,所生成的高效率光致发光大大超出来自所述LED的任何不合期望的照射。根据这些限制以及其他限制,Bel’kov的所述***不适于测试间接带隙半导体。
Masarotto等人的“Development of a UV scanningphotoluminescence apparatus for SiC characterization(开发用于SiC表征的UV扫描光致发光设备)”(Eur J AP 20,141-144,2002)描述了一种用于表征SiC的经过适配的扫描PL设备。通过利用具有1μm步长的x-y扫描台以及通过显微场透镜聚焦的双Ar+激光束扫描所述样品而获得PL映射,其中的光点直径为4μm。可以获得积分PL强度或者光谱分辨的PL。该***按照逐点方式扫描PL。这种***的不利之处在于,由于所述扫描操作,在任何给定时间仅仅允许测试较小面积(即一点)。无法在大面积的均匀照射下在所述样品的大面积上同时捕获光致发光,而如果可以的话则将是半导体器件的更好的近似操作条件。此外,这种***由于该***的扫描操作而较慢。
因此,需要一种用于间接带隙半导体结构(特别是硅)的检查***,其中包括在其他情况下可能导致报废的半导体电池的裸晶片或部分处理过的晶片。
发明内容
根据本发明的一方面,提供一种检查间接带隙半导体结构的方法。该方法包括以下步骤:生成适于在所述间接带隙半导体结构中引发光致发光的光;对所述光进行短通滤波,以便减少所生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;对所述光进行准直;利用所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述间接带隙半导体结构的大面积;利用能够同时捕获所引发的光致发光的图像捕获设备来捕获由入射在所述间接带隙半导体结构的所述大面积上的基本上均匀的同时照射所同时引发的光致发光的图像;对所述光致发光图像进行图像处理,以便利用在所述大面积内所引发的所述光致发光的空间变化来量化所述间接带隙半导体结构的空间分辨的指定电子特性。
所述间接带隙半导体可以包括硅。所述结构可以包括:间接带隙半导体材料的裸晶片或部分处理过的晶片,至少一个部分形成的电子器件,或者裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构。所述电子器件可以是光电器件。
可以利用一个或多个短通滤波器来实现所述短通滤波步骤。可以利用电介质反射镜来实现所述短通滤波步骤,所述电介质反射镜反射将被使用的短波长光并且透射所不需要的长波长分量。所述短通滤波步骤可以把所生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,其中所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
所述间接带隙半导体结构的受照射面积可以等于或大于大约1.0cm2.
所述方法可以进一步包括将所生成的光均匀化的步骤。
所述方法可以在室温下执行。
所生成的光可以是单色光或者基本上单色的光。所述光可以由至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列或者高功率发光二极管(LED)生成。或者,所述光可以由发光二极管(LED)阵列或者宽光谱灯生成,并且其可以被滤波以便限制所述光的光谱。
所述光的总光学功率可以超出大约1瓦特。
所生成的光的源可以被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像。或者,所生成的光的源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从该相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
所述方法还可以包括对在所述硅结构中所引发的光致发光进行长通滤波的步骤。对于被用来激发所述光致发光的入射光来说,所述结构可以充当其长通滤波器。可以与所述图像捕获设备相组合地使用一个或多个长通滤波器。所述图像捕获设备可以包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以包括电荷耦合器件(CCD)阵列。所述焦平面阵列可以由硅制成。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以由InGaAs制成。所述焦平面阵列可以被冷却。
所述图像捕获设备可以包括像素检测器。所述像素检测器可以是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
所述图像捕获设备可以是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且可以把锥形光纤束耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或CCD阵列之间。
所述指定的电子特性包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
根据本发明的另一方面,提供一种用于检查间接带隙半导体结构的***。该***包括:光源,其用于生成适于在所述间接带隙半导体结构中引发光致发光的光;短通滤波器单元,其被布置在所述光源与间接带隙半导体结构之间,以便减少所生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;准直器,其被布置在所述光源与间接带隙半导体结构之间,从而利用经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述间接带隙半导体结构的大面积;图像捕获设备,其被指向所述间接带隙半导体结构以用于捕获由入射光入射在所述间接带隙半导体结构的所述大面积上的基本上均匀的同时照射所引发的光致发光的图像。
所述***还可以包括图像处理器,其用于对所述光致发光图像进行图像处理,以便量化所述间接带隙半导体结构的空间分辨的指定电子特性。
所述间接带隙半导体可以包括硅。所述结构可以包括:间接带隙半导体材料的裸晶片或部分处理过的晶片,至少一个部分形成的电子器件,或者裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构。所述电子器件可以是光电器件。
所述短通滤波器单元可以包括一个或多个短通滤波器。所述短通滤波器单元可以包括一个或多个电介质反射镜,所述电介质反射镜反射将被使用的短波长光并且透射所不需要的长波长分量。所述短通滤波器单元可以把所生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,其中所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的光源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
所述间接带隙半导体结构的受照射面积可以等于或大于大约1.0cm2。
所述***可以进一步包括光束均匀化器,以便将所述受照射面积上的入射光均匀化。
所述***可以在室温下检查所述间接带隙半导体样品。
所生成的光可以是单色光或者基本上单色的光。
所述光源可以包括至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列或者高功率发光二极管(LED)、发光二极管(LED)阵列或者宽光谱灯,其与一个或多个滤波器相组合以便限制所述光的光谱。
所述光的总光学功率可以超出大约1瓦特。
所述光源可以被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像。或者,所述光源可以被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从该相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
对于被用来激发所述光致发光的入射光来说,所述结构可以充当其长通滤波器。
所述***可以进一步包括一个或多个长通滤波器,以便与所述图像捕获设备相组合地使用。所述图像捕获设备可以包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以包括电荷耦合器件(CCD)阵列。所述焦平面阵列可以由硅制成。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以由InGaAs制成。所述焦平面阵列可以被冷却。
所述图像捕获设备可以包括像素检测器。所述像素检测器可以是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
所述图像捕获设备可以是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且还可以包括耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或CCD阵列之间的锥形光纤束。
所述指定的电子特性包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
根据本发明的另一方面,提供一种检查硅结构的方法。该方法包括以下步骤:生成适于在所述硅结构中引发光致发光的光;对所述光进行短通滤波,以便减少所生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;对所述光进行准直;利用所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述硅结构的一侧的大面积;以及利用能够同时捕获所引发的光致发光的图像捕获设备来捕获由入射在所述硅结构的所述大面积上的基本上均匀的同时照射所同时引发的光致发光的图像。
所述方法还可以包括以下步骤:对所述光致发光图像进行图像处理,以便量化所述硅结构的空间分辨的指定电子特性。
所述结构包括:硅材料的裸晶片或部分处理过的晶片,由硅制成的至少部分地形成的光电器件,或者裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构。
可以利用一个或多个短通滤波器来实现所述短通滤波步骤。可以利用电介质反射镜来实现所述短通滤波步骤,所述电介质反射镜反射将被使用的短波长光并且透射所不需要的长波长分量。
所述短通滤波步骤可以把所生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,其中所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的光源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
所述硅结构的受照射面积可以等于或大于大约1.0cm2。
所述方法可以进一步包括将所生成的光均匀化的步骤。
所述方法可以在室温下执行。
所生成的光可以是单色光或者基本上单色的光。所述光可以由至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列、高功率发光二极管(LED)、发光二极管(LED)阵列或者宽光谱灯生成,并且其可以被滤波以便限制所述光的光谱。
所述光的总光学功率可以超出大约1瓦特。
所生成的光的源可以被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像。或者,所生成的光的源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从该相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
所述方法还可以包括对在所述硅结构中所引发的光致发光进行长通滤波的步骤。对于被用来激发所述光致发光的入射光来说,所述结构可以充当其长通滤波器。可以与所述图像捕获设备相组合地使用一个或多个长通滤波器。所述图像捕获设备可以包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以包括电荷耦合器件(CCD)阵列。所述焦平面阵列可以由硅制成。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以由InGaAs制成。所述焦平面阵列可以被冷却。
所述图像捕获设备可以包括像素检测器。所述像素检测器可以是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
所述图像捕获设备可以是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且可以把锥形光纤束耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或CCD阵列之间。
所述指定的电子特性包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
根据本发明的另一方面,提供一种用于检查硅结构的***。该***包括:光源,其用于生成适于在所述硅结构中引发光致发光的光;短通滤波器单元,其被布置在所述光源与硅结构之间,以便减少所生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;准直器,其被布置在所述光源与硅结构之间,从而利用经过短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述硅结构的一侧的大面积;以及图像捕获设备,其用于捕获由入射光入射在所述硅结构的所述大面积上的基本上均匀的同时照射所引发的光致发光的图像。
所述***还可以包括图像处理器,其用于对所述光致发光图像进行处理,以便量化所述硅结构的空间分辨的指定电子特性。
所述结构包括:硅材料的裸晶片或部分处理过的晶片,由硅制成的至少部分地形成的光电器件,或者裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构。
所述短通滤波器单元可以包括一个或多个短通滤波器。所述短通滤波器单元可以包括一个或多个电介质反射镜,所述电介质反射镜反射将被使用的短波长光并且透射所不需要的长波长分量。
所述一个或多个短通滤波器把所生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,其中所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的光源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
所述硅结构的受照射面积可以等于或大于大约1.0cm2。
所述***可以进一步包括光束均匀化器,其用于将所生成的光均匀化。
所述***可以在室温下检查所述硅结构。
所生成的光可以是单色光或者基本上单色的光。
所述光源可以包括至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列、高功率发光二极管(LED)、发光二极管(LED)阵列或者宽光谱灯,并且其可以被滤波以便限制所述光的光谱。
所述光的总光学功率可以超出大约1瓦特。
所述光源可以被指向所述硅结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像。或者,所述光源可以被指向所述硅结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从该相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
所述***可以进一步包括一个或多个长通滤波器,其用于对进入所述图像捕获设备的光进行长通滤波。
所述图像捕获设备可以包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以包括电荷耦合器件(CCD)阵列。所述焦平面阵列可以由硅制成。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以由InGaAs制成。所述焦平面阵列可以被冷却。
所述图像捕获设备可以包括像素检测器。所述像素检测器可以是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
所述图像捕获设备可以是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且还可以包括耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或CCD阵列之间的锥形光纤束。
所述指定的电子特性可以包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
可以根据上述方法的细节实现该***的其他方面。
附图说明
下面参照附图描述本发明的实施例,其中:
图1是根据本发明的一个实施例的用于检查间接带隙半导体结构的***的方框图;
图2是根据本发明的另一个实施例的用于检查间接带隙半导体结构的***的方框图;
图3是根据本发明的另一个实施例的用于检查间接带隙半导体结构的***的方框图;
图4是根据本发明的另一个实施例的用于检查间接带隙半导体结构的***的方框图;
图5是根据本发明的另一个实施例的用于检查间接带隙半导体结构的***的方框图;
图6是根据本发明的一个实施例的用于检查间接带隙半导体结构的方法的流程图;以及
图7是根据本发明的另一个实施例的用于检查间接带隙半导体结构的***的方框图。
具体实施方式
本发明公开了用于检查间接带隙半导体结构的方法和***。在下面的描述中阐述了许多细节,包括间接带隙半导体结构、图像捕获设备等等。然而,本领域技术人员从本公开内容可以明显看出,在不偏离本发明的范围和精神的情况下可以做出修改和/或替换。在其他情况下,可以省略特定细节以免模糊本发明。
在附图中提到了具有相同或类似附图标记的步骤和/或功能,除非另有目的,否则所述步骤和/或特征对于本说明书而言具有相同的功能或操作。
在本说明书的上下文中,“包括”一词具有开放性而非排他性的含义:即主要包括而不必是仅仅包括。与“包括”一词类似的其他表达方式也具有相应的含义。
1、介绍
本发明的实施例提供用于检查间接带隙半导体结构的检查***和方法,所述结构包括裸晶片或者部分处理过的晶片。特别地,所述***和方法特别适用于测试硅结构,其中包括:裸晶片或部分处理过的晶片,部分制造的硅器件,裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构,以及完全制造的硅器件。所述***和方法能够在处理之前并且在一直到完成的半导体器件的各处理阶段当中(包括已经被部分地金属化的器件)无接触地检测存在于裸晶片中的缺陷。所谓的无接触是指不需要电接触。例如,本发明的实施例可以检查硅结构并且识别出缺陷,而如果没有被识别出的话,所述缺陷可能导致所述结构成为报废的太阳能电池或其他光电器件。所述***和方法还能够在各处理步骤之后无接触地确定空间分辨的材料参数,比如局部缺陷密度、局部旁路、局部电流-电压特性、局部扩散长度以及局部少数载流子寿命。本发明的实施例利用在间接带隙半导体结构的大面积上同时引发的电致发光(PL)来表征所述间接带隙半导体结构。
在本发明的实施例中,取代分析所述光致发光的光谱内容,使用光致发光信号的空间变化来获得关于所述间接带隙半导体材料的质量的信息。由于本发明的实施例特别适用于硅,因此下面的描述将参照硅结构,其中包括硅晶片。然而,根据本公开内容,本领域技术人员将认识到可以针对其他间接带隙半导体(比如锗和硅锗合金)来实践本发明的实施例。所述用于检查硅结构的***和方法可以允许在适用于工业应用的速率下(比如大约每秒钟1个晶片)检查晶片。
在本发明的实施例中,生成适于在硅中引发光致发光的光,并且使用所述光来基本上均匀地照射硅样品的大面积。术语“基本上均匀”被用来描述所述光,其也可以同样被称作是均匀的,这是因为就实际情况而言,照射并不是完全均匀的。例如,单色光或者基本上单色的光(例如来自激光器或激光二极管)或者来自宽光谱光源(例如闪光灯)的经过部分滤波的光可以被用来照射所述硅样品。特别地,对所生成的光应用短通滤波,以便大大减少所述光中的高于指定波长的光谱内容。与所述光源相组合地使用一种光学设置来均匀地照射所述晶片的大面积。优选地,均匀地照射将被研究的整个晶片面积。利用能够同时捕获所引发的光致发光的图像捕获设备来捕获由所述基本上均匀的同时入射光在所述硅结构中同时引发的光致发光。所述图像捕获设备优选地包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。所述光敏电子元件的焦平面阵列可以包括电荷耦合器件(CCD)阵列。所述焦平面阵列可以由硅制成。然而,如下所述,在不偏离本发明的范围和精神的情况下,还可以实践除了CCD阵列之外的其他器件。可以与光学成像和/或滤波设置相组合地使用所述图像捕获设备。
在本发明的一些实施例中,利用所述光源从一侧照射所述硅晶片,并且从该硅晶片的另一侧捕获由所述入射光在该晶片的大面积内所引发的光致发光。在其他实施例中,从所述硅晶片被照射的同一侧捕获所述光致发光。随后对所捕获的PL图像应用成像和图像处理技术。通过分析所述数据允许利用在所述大面积内所引发的光致发光的空间变化来确定所述硅结构内的局部材料参数。这样可以允许在器件制造过程中的较早阶段识别出存在缺陷的硅结构,以便报废那些最终将被报废的结构。
虽然本发明的实施例适用于工业应用,但是所述方法和***也可以被应用于科学研究。光致发光图像例如可以被用来确定缺陷较多的区域、局部旁路、局部电流-电压特性、局部扩散长度和/或局部少数载流子寿命,这可能不仅仅在光电领域内是有益的,而且在诸如微电子等领域内也是有益的。本发明的实施例可以被应用在无接触模式下,因此特别适用于在各单独处理步骤之后检查局部材料参数。下文中更加详细地描述了本发明的实施例。
2、检查间接带隙半导体结构
图6是示出了检查间接带隙半导体结构的方法600的高级流程图。在步骤610中,处理开始。在步骤612中,生成适用于在所述间接带隙半导体结构内引发光致发光的光。在步骤614中,对所述光进行短通滤波,以便减少所生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光。在步骤616中,对所述光进行准直。还可以按照相反的顺序实施步骤614和步骤616。在步骤618中,利用所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述间接带隙半导体结构的大面积。在步骤620中,利用能够同时捕获所引发的光致发光的图像捕获设备来捕获由入射在所述间接带隙半导体结构的所述大面积上的基本上均匀的同时照射所同时引发的光致发光的图像。在步骤622中,对所述光致发光图像进行图像处理,以便利用在所述大面积内所引发的所述光致发光的空间变化来量化所述间接带隙半导体结构的指定电子特性。所述处理随后在步骤622中终止。在下文中参照实现了用于检查间接带隙半导体结构的各种***的几个实施例来详细说明前述用于检查所述间接带隙半导体结构的方法。
3、在相对两侧上的照射和成像
图1示出了用于检查硅结构140的***100,所述硅结构优选地是硅晶片。可以通过多个阶段在这种硅晶片上制造光电器件和微电子器件。图1的***100可以被用来检查裸晶片或者部分处理过的晶片(即已经经历了任何数目的处理步骤的晶片,以便形成诸如太阳能电池或微电子器件之类的光电器件),并且从所述制造工艺得到完成的器件。例如,所述硅晶片140的尺寸可以是150mmx150mmx0.25mm。所述结构可以包括裸绝缘体上硅(SOI)结构或者部分处理过的绝缘体上硅结构,其具有对于入射光而言是透明的基板。所述检查方法可以在室温下执行。为了易于讨论,所述硅结构在下文中被简单地称作硅样品。
所述***100包括光源110、短通滤波器单元114以及图像捕获设备122。该短通滤波器单元114可以包括一个或多个短通滤波器。短通滤波器令激发光通过,并且吸收或者反射所不需要的(多个)长波长发射。短通滤波器的例子包括有色滤波器和电介质干涉滤波器。或者还可以使用电介质反射镜(例如在45度下),其发射将被使用的该部分光,并且透射所不需要的长波长光。所述短通滤波器单元还可以包括短通滤波器与电介质反射镜的组合。
所述***还包括准直器112,并且可以包括均匀化器116,所述均匀化器是一种用于把具有非均匀强度的经过准直的光束转换成垂直入射到所述准直光束的平面的均匀受照区域的设备。其例子包括(多个)交叉圆柱透镜阵列以及微透镜阵列。准直器可以是各种类型的透镜。在图1的实施例中,所述***100的元件被如下设置:面向硅样品140的光源110、准直器112、短通滤波器单元114以及均匀化器116按照所提到的顺序光学地对准。在本发明的另一个实施例中,准直器112和短通滤波器单元114的排序可以反转。场透镜117可以被使用在所述均匀化器与所述硅样品之间。所述各元件与硅样品140间隔开,从而可以均匀地照射该样品140的大面积。
所述光源110生成适于在所述硅样品140的大面积上同时引发光致发光的光。所生成的光的总光学功率可以超出1.0瓦特。具有更高功率的光源能够更加快速地在硅样品140内引发强度更高的光致发光。光源110可以生成单色光或者基本上单色的光。光源110可以是至少一个激光器。例如,808nm二极管激光器可以被用来生成单色光。还可以实践具有不同主波长的两个或更多个激光器。另一种光源110可以包括与适当滤波相组合的宽光谱光源(例如闪光灯),以便提供部分滤波的光。另一种光源110可以是高功率发光二极管(LED)。另一种光源110可以包括发光二极管(LED)阵列。例如,这种LED阵列可以在具有散热的紧致阵列中包括大量(例如60个)LED。在不偏离本发明的范围和精神的情况下还可以实践其他高功率光源。
通过准直器或准直器单元12把来自所述光源110的光准直成平行光束,其中所述准直器单元可以包括一个以上的元件。对所生成的光应用短通滤波。这可以利用包括一个或多个滤波器元件的干涉短通滤波器单元114来实现。对所生成的光进行短通滤波可以减少高于指定发射峰值的长波长光。所述短通滤波器114可以把所生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多。所述长波长拖尾可以开始于比所述光源110的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。例如,所述滤波可以去除不想要的光谱分量,比如其波长处于900nm到1800nm的范围内或者处于该范围的一个子范围内的红外分量。可以使用多个短通滤波器,这是因为一个滤波器本身可能不足以去除或者减少不想要的光谱分量。所述短通滤波器可以被实现在所述光源110与硅样品140之间的总体光学元件组合中的多个不同位置处。例如,滤波器可以位于所述均匀化器116与场透镜117之间。如果使用一个以上的短通滤波器,则可以把一个或多个所述滤波器设置成使其相对于所述准直光束的光轴倾斜某一角度,以避免对反射光的多重反射。随后可以通过均匀化器116对所述经过短通滤波以及准直的光进行均匀化,以便均匀地照射所述硅样品140的大面积。然而,所述各步骤的排序可以被改变。所述硅样品的均匀受照面积可以大于或等于大约1.0cm2。所述均匀化器116把所述准直光束均匀地分布在所述硅样品140的表面上。
入射在所述硅样品140的表面上的均匀照射足以在所述硅样品中同时引发光致发光。在图1中通过从所述硅样品140的相对表面发出的箭头或射线来表示该光致发光。仅仅为了易于说明,并没有示出从所述光源110所指向的该硅样品140的第一表面发出相应的光致发光。硅的外部光致发光量子效率可以非常低(大约<10-6)。图像捕获设备130捕获在所述硅样品内同时引发的光致发光的图像。所述短通滤波器单元114减少或去除来自光源110的被所述图像捕获设备130所接收到的入射光。光源拖尾辐射可以大约是源峰值的10-4,与诸如AlGaAs的直接带隙半导体的PL效率(大约是10-2)相比,这可以大大超出硅的PL效率(大约是10-6)。在该实施例中,光源110被指向所述硅样品140的一侧的表面,以便照射该表面。对于照射该硅样品140的所生成的光而言,该硅样品140充当其长通滤波器。所述图像捕获设备130被指向该硅样品140的相对侧的表面,以便从该相对侧捕获所述PL图像。可以与该图像捕获设备130相组合地使用长通滤波器单元118。该滤波器单元118可以是可选的,这是因为根据晶片厚度和入射光的波长,所述硅晶片140可以去除来自所述光源110的任何残留光。该图像捕获设备130(以及长通滤波器118)被适当地与该图像捕获设备130所面向的该另一表面间隔开。
所述图像捕获设备130包括聚焦元件120(例如一个或多个透镜)以及光敏电子元件的焦平面阵列122。在该实施例中,所述光敏电子元件的焦平面阵列122包括电荷耦合器件(CCD)阵列。所述焦平面阵列可以由硅制成,并且可以被冷却。通过冷却可以提高这种焦平面阵列的信噪比。例如,所述图像捕获设备130可以是数字视频摄影机,其具有硅CCD阵列并且配备有数字接口(例如USB或火线(Firewire))或者存储介质(例如DV带或记忆棒)以用于传送所记录的图像。或者,所述光敏电子元件的焦平面阵列122可以由InGaAs制成。如下面参照本发明的其他实施例所描述的那样,图像捕获设备130可以包括像素检测器。所述像素检测器可以是耦合到所述硅样品的相对表面的接触像素检测器。或者,图像捕获设备130可以包括像素检测器或电荷耦合器件(CCD)阵列以及在接触模式下耦合在所述硅样品140的相对表面与该像素检测器或CCD阵列140或CCD之间的锥形光纤束。可以实践其他的图像捕获设备,其前提是所述设备能够在所述硅样品的大面积上同时捕获所引发的光致发光。
可以对所述PL图像应用图像处理技术,以便量化所述硅样品140的指定电子特性。可以检查所述PL强度的空间变化。如图1所示,通用计算机150可以通过通信通道152采集并分析由所述图像捕获设备130所记录的PL图像,所述通信通道可以是适当的通信接口或存储设备。所述图像处理技术可以用软件、硬件或者二者的组合来实现。所述指定的电子特性可以包括下述中的一个或多个:局部缺陷较多的区域、局部旁路、局部电流-电压特性、局部扩散长度以及局部少数载流子寿命。本发明的实施例能够无接触地确定这种属性。成像与光致发光映射不同,后者较慢从而不适于作为在线生产工具而用于工业应用以及对PL的分光测试,所述分光测试通常涉及到测试半导体的较小面积。根据本发明的该实施例的***可以被用来识别所述晶片140的有缺陷的区域。本发明的实施例可以被用来在对光电器件的每一个处理步骤之后利用光致发光对所述硅结构进行无接触测试。从而可以监控各单独的处理步骤对空间材料质量的影响。
图4示出了根据本发明的另一个实施例的用于检查硅结构440的***400。在该图中,为图4中的与图1中类似的特征给出类似的参考标记(例如图1的光源110和图4的光源410具有这种类似的附图标记)。所述结构440同样优选地是硅晶片。为了简化该图,没有示出通用计算机。该***400包括光源410、短通滤波器单元414以及图像捕获设备422。该***还包括准直器412并且可以包括均匀化器416。还可以采用场透镜(未示出)。
同样地,所述光源410生成适于在所述硅样品440的大面积上引发光致发光的光。所生成的光的功率超出1.0瓦特。所能实践的光源410包括一个或多个激光器、与适当的滤波相组合以便提供部分滤波的光的宽光谱光源以及发光二极管(LED)阵列。在不偏离本发明的范围和精神的情况下还可以实践其他高功率光源。
在该实施例中,所述图像捕获设备包括像素检测器442,特别是耦合到所述硅样品440的与所述受照表面相对的该表面的接触像素检测器422。该接触像素检测器422检测在该硅样品440的大面积上同时引发的光致发光。该接触像素检测器422可以具有比图1的图像捕获设备更高的收集光致发光的效率。此外,该接触像素检测器422可以具有低于图1的CCD阵列的分辨率。此外,在所述样品440与该接触像素检测器422之间可能不需要长通滤波器。该硅样品440可以执行该功能。
图5示出了根据本发明的另一个实施例的用于检查硅结构540的另一种***500。同样地,为图5中的与图1中类似的特征给出了类似的附图标记。所述结构540优选地包括硅晶片。为了简化该图,同样没有示出通用计算机。该***500包括光源510、短通滤波器单元514以及图像捕获设备522。该***还包括准直器512并且可以包括均匀化器516。
在该实施例中,所述图像捕获设备包括像素检测器或电荷耦合器件(CCD)阵列522,其通过锥形光纤束560耦合到所述硅样品540的与所述受照表面相对的该表面。所述锥形光纤束560可以相对于样品尺寸把所述CCD阵列的面积减小到二分之一到三分之一并且直到大约十分之一。例如,所述CCD阵列或像素检测器可以具有60mm x 60mm的尺寸。
4、在同一侧的照射和成像
图2示出了根据本发明的另一个实施例的用于检查硅结构240的***200。在该图中,为图2中的与图1中类似的特征给出了类似的参考标记。所述结构240同样优选地是硅晶片。为了简化该图,没有示出通用计算机。该***200包括光源210、短通滤波器单元214以及图像捕获设备230。该***200还包括准直器212,并且可以包括均匀化器216。还可以采用场透镜(未示出)。
同样地,所述光源210生成适于在所述硅样品240的大面积上均匀地引发光致发光的光。所生成的光的总光学功率超出1.0瓦特。多种光源中的任一种都可以被采用作为所述光源210。在前文中参照图1阐述了这种光源的细节。
在图2的实施例中,所述***200的元件被如下设置:面向硅样品240的光源210、准直器212、短通滤波器单元214以及均匀化器216按照所提到的顺序光学地对准。然而,在不偏离本发明的范围和精神的情况下还可以实践一些或者所有这些元件的其他排序。照明元件的该组合是离轴的,这是因为光源210和相关联的光学元件以小于90度的角度指向所述样品240的表面。所述元件一起与硅样品240间隔开,从而可以照射该样品240的大面积。所述图像捕获设备230(以及长通滤波器单元218)垂直指向硅样品240的表面。需要该长通滤波器单元218来去除来自所述光源210的入射光。因此,该图像捕获设备230从受到来自光源210的入射光照射以引发光致发光的同一侧捕获所述光致发光(同样由从所述硅样品240的表面发出的射线或箭头来表示)。
所述光源210生成适于在所述硅样品中引发光致发光的光.所生成的光的总光学功率超出1.0瓦特。
在该实施例中,所述图像捕获设备130包括聚焦元件220(例如透镜)以及光敏电子元件的焦平面阵列222。在该实施例中,所述光敏电子元件的焦平面阵列222包括电荷耦合器件(CCD)阵列。优选地,所述焦平面阵列可以由硅制成,并且可以被冷却。例如,所述图像捕获设备130可以是数字视频摄影机,其具有硅CCD阵列并且配备有数字接口(例如USB或火线)或者存储介质(例如DV带或记忆棒)以用于传送所记录的图像。或者,所述光敏电子元件的焦平面阵列222可以由InGaAs制成。如下面参照本发明的其他实施例所描述的那样,图像捕获设备230可以包括像素检测器。
可以对所述PL图像应用图像处理技术,以便利用在所述大面积内引发的光致发光的空间变化来量化所述硅样品240的指定电子特性。所述指定的电子特性可以包括下述中的一个或多个:局部缺陷较多的区域、局部旁路、局部电流-电压特性以及局部少数载流子寿命。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的用于检查硅结构340的***300。该***300也包括光源310、短通滤波器单元314以及图像捕获设备330。该***330还包括准直器312,并且可以包括均匀化器316。该***还可以包括场透镜(未示出)。所述图像捕获设备330可以包括聚焦元件320(例如透镜)和光敏电子元件的焦平面阵列322。还可以把长通滤波器单元318布置在所述摄影机330与所述光致发光从中发出的该表面之间。该***300的元件与图2中的元件相同,其不同之处在于,光源310和相关联的光学元件垂直指向样品340的表面。图像捕获设备330(以及长通滤波器单元218)是离轴的,这是因为该图像捕获设备330(以及该长通滤波器单元218)在小于90度的角度下指向样品340的表面。该图像捕获设备330从受到所述光源310照射以便引发从所述硅样品340的表面发出的光致发光(同样由射线或箭头示出)的同一侧捕获所述光致发光。
与图2和3一样,图7示出了用于检查硅结构740的***700,其不同之处在于,在该实施例中,光源710和相关联的光学器件712、714、716以及图像捕获***730、722、720、718都是与样品740离轴(不垂直)的。
本发明的实施例可以被有利地用于间接带隙半导体,所述间接带隙半导体不像直接带隙半导体(比如GaAs、AlGaAs以及许多III-V族半导体)那样高效地生成光致发光。可以照射较大的面积(大到整个晶片面积),以便同时引发光致发光。有利的是,所述整个晶片被同时照射,这样允许更快而且更一致的测试。例如,太阳能电池通常在整个设备被照射时进行操作,而不仅仅是所述太阳能电池的一部分被照射时进行操作。按照这种方式可以获得关于所述电池的更多定量细节。虽然参照检查晶片以识别出晶片中的缺陷这一方面描述了本发明的实施例,但是本发明的实施例并不限于这种应用。本发明的实施例可以被使用来***分或完全形成的器件,以便识别出所述器件中的缺陷。本发明的实施例在微电子工业中具有更加一般的应用。
其中所述光源与图像捕获设备处在所述间接带隙半导体结构的相对侧或同一侧的本发明的实施例可以被用来识别裸晶片以及部分制造的半导体器件中的可能缺陷。光源与图像捕获***的同侧配置可以被用来测试完全制造的半导体器件,特别是在所述器件的表面被完全金属化的情况下。
前述内容仅仅描述了根据本发明的实施例的少数几种用于检查间接带隙半导体的方法和***。在不偏离本发明的范围和精神的情况下可以对本发明做出修改和/或替换。所述实施例意图是说明性而非限制性的。
Claims (116)
1.一种检查间接带隙半导体结构的方法,所述方法包括以下步骤:
生成适于在所述间接带隙半导体结构中引发光致发光的光;
对所述光进行短通滤波,以便减少所述生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;
对所述光进行准直;
利用所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述间接带隙半导体结构的大面积;
利用能够同时捕获所述引发的光致发光的图像捕获设备来捕获由入射在所述间接带隙半导体结构的所述大面积上的所述基本上均匀的同时照射所同时引发的光致发光的图像;以及
对所述光致发光图像进行图像处理,以便利用在所述大面积内所引发的所述光致发光的空间变化来量化所述间接带隙半导体结构的空间分辨的指定电子特性。
2.根据权利要求1的方法,其中,所述间接带隙半导体包括硅。
3.根据权利要求1的方法,其中,所述结构包括间接带隙半导体材料的裸晶片或部分处理过的晶片。
4.根据权利要求1的方法,其中,所述结构包括至少一个部分形成的电子器件。
5.根据权利要求4的方法,其中,所述电子器件是光电器件。
6.根据权利要求1的方法,其中,所述结构包括裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构.
7.根据权利要求1的方法,其中,利用一个或多个短通滤波器来实现所述短通滤波步骤。
8.根据权利要求1的方法,其中,利用一个或多个电介质反射镜来实现所述短通滤波步骤.
9.根据权利要求1的方法,其中,利用一个或多个电介质反射镜与一个或多个短通滤波器的组合来实现所述短通滤波步骤。
10.根据权利要求1或7的方法,其中,所述短通滤波步骤把所述生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
11.根据权利要求1的方法,其中,所述间接带隙半导体结构的所述受照射面积等于或大于大约1.0cm2。
12.根据权利要求1的方法,还包括将所述生成的光均匀化的步骤。
13.根据权利要求1的方法,其中,在室温下执行所述方法。
14.根据权利要求1的方法,其中,所述生成的光是单色光或者基本上单色的光。
15.根据权利要求1或14的方法,其中,所述光由至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列或者高功率发光二极管(LED)生成。
16.根据权利要求1或14的方法,其中,所述光由发光二极管(LED)阵列生成。
17.根据权利要求1的方法,其中,所述光由宽光谱灯生成并且被滤波以便限制所述光的光谱。
18.根据权利要求14到17中的任一项的方法,其中,所述光的总光学功率超出大约1瓦特。
19.根据权利要求1的方法,其中,所述生成的光的源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像。
20.根据权利要求1的方法,其中,所述生成的光的源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从所述相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
21.根据权利要求20的方法,其中,所述结构充当用来激发所述光致发光的所述入射光的长通滤波器。
22.根据权利要求19或20的方法,其中,与所述图像捕获设备相组合地使用一个或多个长通滤波器。
23.根据权利要求19到21中的任一项的方法,其中,所述图像捕获设备包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。
24.根据权利要求23的方法,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列包括电荷耦合器件(CCD)阵列。
25.根据权利要求23的方法,其中,所述焦平面阵列由硅制成。
26.根据权利要求23的方法,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列由InGaAs制成。
27.根据权利要求23到26中的任一项的方法,其中,所述焦平面阵列被冷却。
28.根据权利要求19或20的方法,其中,所述图像捕获设备包括像素检测器。
29.根据权利要求28的方法,其中,所述像素检测器是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
30.根据权利要求19到21中的任一项的方法,其中,所述图像捕获设备是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且把锥形光纤束耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或所述CCD阵列之间。
31.根据权利要求1的方法,其中,所述指定的电子特性包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
32.一种用于检查间接带隙半导体结构的***,所述***包括:
光源,其用于生成适于在所述间接带隙半导体结构中引发光致发光的光;
短通滤波器单元,其被布置在所述光源与所述间接带隙半导体结构之间,以便减少所述生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;
准直器,其被布置在所述光源与所述间接带隙半导体结构之间,所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述间接带隙半导体结构的大面积;
图像捕获设备,其被指向所述间接带隙半导体结构以用于捕获由入射光入射在所述间接带隙半导体结构的所述大面积上的所述基本上均匀的同时照射所引发的光致发光的图像。
33.根据权利要求32的***,还包括图像处理器,其用于对所述光致发光图像进行图像处理,以便量化所述间接带隙半导体结构的空间分辨的指定电子特性。
34.根据权利要求32的***,其中,所述间接带隙半导体包括硅。
35.根据权利要求32的***,其中,所述结构包括间接带隙半导体材料的裸晶片或部分处理过的晶片。
36.根据权利要求32的***,其中,所述结构包括至少一个部分形成的电子器件。
37.根据权利要求32的***,其中,所述电子器件包括光电器件.
38.根据权利要求32的***,其中,所述结构包括裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构。
39.根据权利要求32的***,其中,所述短通滤波器单元包括一个或多个短通滤波器。
40.根据权利要求32的***,其中,所述短通滤波器单元包括一个或多个电介质反射镜。
41.根据权利要求32的***,其中,所述短通滤波器单元包括一个或多个电介质反射镜与一个或多个短通滤波器的组合。
42.根据权利要求32或39的***,其中,所述短通滤波器单元把所述生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,其中所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的所述光源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
43.根据权利要求32的***,其中,所述间接带隙半导体结构的所述受照射面积等于或大于大约1.0cm2。
44.根据权利要求32的***,还包括均匀化器。
45.根据权利要求32的***,其中,所述***在室温下检查所述间接带隙半导体样品。
46.根据权利要求32的***,其中,所述生成的光是单色光或者基本上单色的光。
47.根据权利要求32或46的***,其中,所述光源包括至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列或者高功率发光二极管(LED)。
48.根据权利要求32或46的***,其中,所述光源包括发光二极管(LED)阵列。
49.根据权利要求32的***,其中,所述光源包括宽光谱灯以及滤波器以便限制所述光的光谱。
50.根据权利要求46到49中的任一项的***,其中,所述光的总光学功率超出大约1瓦特。
51.根据权利要求32的***,其中,所述光源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像。
52.根据权利要求32的***,其中,所述光源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从所述相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
53.根据权利要求52的***,其中,所述结构充当用来激发所述光致发光的所述入射光的长通滤波器。
54.根据权利要求51或52的***,还包括一个或多个长通滤波器,以便与所述图像捕获设备相组合地使用。
55.根据权利要求51或52的***,其中,所述图像捕获设备包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。
56.根据权利要求55的***,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列包括电荷耦合器件(CCD)阵列。
57.根据权利要求55的***,其中,所述焦平面阵列由硅制成。
58.根据权利要求55的***,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列由InGaAs制成。
59.根据权利要求55到58中的任一项的***,其中,所述焦平面阵列被冷却。
60.根据权利要求51或52的***,其中,所述图像捕获设备包括像素检测器.
61.根据权利要求60的***,其中,所述像素检测器是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
62.根据权利要求51到53中的任一项的***,其中,所述图像捕获设备是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且还包括耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或所述CCD阵列之间的锥形光纤束。
63.根据权利要求32的***,其中,所述指定的电子特性包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
64.根据权利要求32的***,还包括用于对所述光致发光图像进行图像处理的装置,以便利用在所述大面积内所引发的所述光致发光的空间变化来量化所述间接带隙半导体结构的空间分辨的指定电子特性。
65.一种检查硅结构的方法,所述方法包括以下步骤:
生成适于在所述硅结构中引发光致发光的光;
利用一个或多个短通滤波器对所述光进行短通滤波,以便减少所述生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;
对所述光进行准直;
利用所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述硅结构的一侧的大面积;以及
利用能够同时捕获所述引发的光致发光的图像捕获设备来捕获由入射在所述硅结构的所述大面积上的所述基本上均匀的同时照射所同时引发的光致发光的图像。
66.根据权利要求65的方法,还包括以下步骤:对所述光致发光图像进行图像处理,以便量化所述硅结构的空间分辨的指定电子特性。
67.根据权利要求65的方法,其中,所述结构包括:硅材料的裸晶片或部分处理过的晶片,由硅制成的至少部分形成的光电器件或其他电子器件,或者裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构。
68.根据权利要求65的方法,其中,利用一个或多个短通滤波器来实现所述短通滤波步骤。
69.根据权利要求65的方法,其中,利用一个或多个电介质反射镜来实现所述短通滤波步骤。
70.根据权利要求65的方法,其中,利用一个或多个电介质反射镜与一个或多个短通滤波器的组合来实现所述短通滤波步骤.
71.根据权利要求65的方法,其中,所述短通滤波步骤把所述生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,其中所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的光源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
72.根据权利要求65的方法,其中,所述硅结构的所述受照射面积等于或大于大约1.0cm2。
73.根据权利要求65的方法,还包括将所述光均匀化的步骤。
74.根据权利要求65的方法,其中,在室温下执行所述方法。
75.根据权利要求65的方法,其中,所述生成的光是单色光或者基本上单色的光。
76.根据权利要求66的方法,其中,所述光由至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列、高功率发光二极管(LED)、发光二极管(LED)阵列或者宽光谱灯生成,并且所述光被滤波以便限制所述光的光谱。
77.根据权利要求76的方法,其中,所述光的总光学功率超出大约1瓦特。
78.根据权利要求65的方法,其中,所述生成的光的源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像。
79.根据权利要求65的方法,其中,所述生成的光的源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从所述相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
80.根据权利要求79的方法,其中,所述结构充当用来激发所述光致发光的所述入射光的长通滤波器。
81.根据权利要求65的方法,还包括对在所述硅结构中引发的所述光致发光进行长通滤波的步骤。
82.根据权利要求65的方法,其中,利用聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列来实现所述图像捕获步骤。
83.根据权利要求82的方法,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列包括电荷耦合器件(CCD)阵列.
84.根据权利要求82的方法,其中,所述焦平面阵列由硅制成。
85.根据权利要求82的方法,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列由InGaAs制成。
86.根据权利要求82到85中的任一项的方法,其中,所述焦平面阵列被冷却。
87.根据权利要求78或79的方法,其中,所述图像捕获设备包括像素检测器。
88.根据权利要求87的方法,其中,所述像素检测器是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
89.根据权利要求78或79的方法,其中,所述图像捕获设备是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且把锥形光纤束耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或CCD阵列之间.
90.根据权利要求66的方法,其中,所述指定的电子特性包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
91.一种用于检查硅结构的***,该***包括:
光源,其用于生成适于在所述硅结构中引发光致发光的光;
短通滤波器单元,其被布置在所述光源与所述硅结构之间,以便减少所述生成的光中的高于指定发射峰值的长波长光;
准直器,其被布置在所述光源与所述硅结构之间,所述经过准直以及短通滤波的光基本上均匀地且同时地照射所述硅结构的大面积;以及
图像捕获设备,其用于捕获由入射在所述硅结构的所述大面积上的基本上均匀的同时照射所引发的光致发光的图像.
92.根据权利要求91的***,还包括图像处理器,其用于对所述光致发光图像进行处理,以便量化所述硅结构的空间分辨的指定电子特性。
93.根据权利要求91的***,其中,所述结构包括:硅材料的裸晶片或部分处理过的晶片,由硅制成的至少部分形成的光电器件,或者裸绝缘体上硅(SOI)结构或部分处理过的绝缘体上硅结构。
94.根据权利要求91的***,其中,所述短通滤波器单元包括一个或多个短通滤波器。
95.根据权利要求91的***,其中,所述短通滤波器单元包括一个或多个电介质反射镜。
96.根据权利要求91的***,其中,所述短通滤波器单元包括一个或多个电介质反射镜与一个或多个短通滤波器的组合。
97.根据权利要求91的***,其中,所述短通滤波器单元把所述生成的光的长波长拖尾中的总光子通量减少了大约十倍或更多,其中所述长波长拖尾开始于比用于生成所述光的光源的最长波长发射峰值高大约百分之十(10%)的波长。
98.根据权利要求91的***,其中,所述硅结构的所述受照射面积等于或大于大约1.0cm2。
99.根据权利要求91的***,还包括均匀化器,其用于将所述生成的光均匀化。
100.根据权利要求91的***,其中,所述***在室温下检查所述硅结构。
根据权利要求91的***,其中,所述生成的光是单色光或者基本上单色的光。
根据权利要求91的***,其中,所述光源包括至少一个激光器、激光二极管、激光二极管阵列、高功率发光二极管(LED)、发光二极管(LED)阵列或者宽光谱灯,并且其被滤波以便限制所述光的光谱。
根据权利要求91的***,其中,所述光的总光学功率超出大约1瓦特。
根据权利要求91的***,其中,所述光源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向该相同表面以便从该表面捕获所述光致发光的图像.
根据权利要求91的***,其中,所述光源被指向所述结构的一侧的表面以便照射该表面,并且所述图像捕获设备被指向所述结构的相对侧的表面以便从所述相对侧的表面捕获所述光致发光的图像。
根据权利要求105的***,其中,所述结构充当用来激发所述光致发光的所述入射光的长通滤波器。
根据权利要求104或105的***,还包括一个或多个长通滤波器以便与所述图像捕获设备相组合地使用。
根据权利要求104到107中的任一项的***,其中,所述图像捕获设备包括聚焦元件以及光敏电子元件的焦平面阵列。
根据权利要求108的***,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列包括电荷耦合器件(CCD)阵列。
110.根据权利要求108的***,其中,所述焦平面阵列由硅制成.
111.根据权利要求108的***,其中,所述光敏电子元件的焦平面阵列由InGaAs制成。
112.根据权利要求108到111中的任一项的***,其中,所述焦平面阵列被冷却。
113.根据权利要求104或105的***,其中,所述图像捕获设备包括像素检测器。
114.根据权利要求113的***,其中,所述像素检测器是耦合到所述结构的表面的接触像素检测器。
115.根据权利要求104或105的***,其中,所述图像捕获设备是像素检测器或者电荷耦合器件(CCD)阵列,并且还包括耦合在所述结构的表面与所述像素检测器或所述CCD阵列之间的锥形光纤束。
116.根据权利要求91的***,其中,所述指定的电子特性包括下述中的一个或多个:局部缺陷密度,局部旁路,局部电流-电压特性,局部扩散长度,以及局部少数载流子寿命。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410770971.4A CN104569779B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
CN201410770974.8A CN104568870B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AU2005905598A AU2005905598A0 (en) | 2005-10-11 | Method and system for inspecting indirect bandgap semiconductor structure | |
AU2005905598 | 2005-10-11 | ||
PCT/AU2006/001420 WO2007041758A1 (en) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | Method and system for inspecting indirect bandgap semiconductor structure |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410770971.4A Division CN104569779B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
CN201410770974.8A Division CN104568870B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101365937A true CN101365937A (zh) | 2009-02-11 |
CN101365937B CN101365937B (zh) | 2015-01-14 |
Family
ID=37942196
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200680046029.7A Expired - Fee Related CN101365937B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
CN201410770974.8A Active CN104568870B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
CN201410770971.4A Active CN104569779B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410770974.8A Active CN104568870B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
CN201410770971.4A Active CN104569779B (zh) | 2005-10-11 | 2006-10-11 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US8064054B2 (zh) |
EP (1) | EP1946079B1 (zh) |
JP (3) | JP2009512198A (zh) |
KR (2) | KR101365336B1 (zh) |
CN (3) | CN101365937B (zh) |
AU (1) | AU2006301905A1 (zh) |
DK (1) | DK1946079T3 (zh) |
ES (1) | ES2659781T3 (zh) |
HU (1) | HUE036690T2 (zh) |
MY (1) | MY157737A (zh) |
PH (1) | PH12015500265B1 (zh) |
TR (1) | TR201802704T4 (zh) |
WO (1) | WO2007041758A1 (zh) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101988904A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-03-23 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 太阳能电池缺陷检测方法 |
CN102156106A (zh) * | 2010-02-11 | 2011-08-17 | 致茂电子(苏州)有限公司 | 太阳能晶圆快速检测*** |
CN102483378A (zh) * | 2009-07-20 | 2012-05-30 | Bt成像股份有限公司 | 半导体材料光致发光测量中掺杂浓度和少数载流子寿命分离 |
CN102575986A (zh) * | 2009-08-14 | 2012-07-11 | Bt成像股份有限公司 | 用于硅光伏电池生产的光致发光成像*** |
CN102608510A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-25 | 上海交通大学 | 晶体硅太阳电池少子寿命的快速测定方法 |
CN103597341A (zh) * | 2011-06-10 | 2014-02-19 | 波音公司 | 太阳能电池单元测试装置和方法 |
CN103620294A (zh) * | 2011-07-19 | 2014-03-05 | 应用材料意大利有限公司 | 用于测试光电器件的方法及装置 |
CN103874918A (zh) * | 2011-08-12 | 2014-06-18 | Bt成像股份有限公司 | 半导体晶片中掺杂变化的光致发光成像 |
CN104067512A (zh) * | 2011-12-09 | 2014-09-24 | 荷兰能源研究中心基金会 | 通过光学成像对用于光伏电池的硅晶圆进行质量鉴定 |
CN104201127A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-12-10 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种半导体激光器阵列连接界面表征方法及装置 |
CN104267036A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-01-07 | 西安炬光科技有限公司 | 一种半导体激光器芯片焊接面表征方法及装置 |
TWI484156B (zh) * | 2010-06-04 | 2015-05-11 | Hemlock Semiconductor Corp | 應用側向(edge-on)光致發光測量半導體材料之整體雜質 |
CN105765371A (zh) * | 2013-11-21 | 2016-07-13 | 欧司朗光电半导体有限公司 | 光电子半导体材料的整面的光学表征的方法和执行该方法的设备 |
CN106030773A (zh) * | 2014-02-21 | 2016-10-12 | 应用材料公司 | 晶片检测方法及软件 |
CN109100305A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-28 | 陕西师范大学 | 一种液体分散系的数字化物质信息获取装置及方法 |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101365937B (zh) * | 2005-10-11 | 2015-01-14 | Bt成像股份有限公司 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
WO2009026661A1 (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Bt Imaging Pty Ltd | Photovoltaic cell manufacturing |
AU2009216934B2 (en) * | 2008-02-22 | 2014-07-17 | Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg | Measuring method and device for characterizing a semiconductor component |
EP2272101A4 (en) * | 2008-03-31 | 2012-06-27 | Bt Imaging Pty Ltd | METHOD AND APPARATUS FOR IMAGING AND WAFER PROCESSING |
JP2011527510A (ja) * | 2008-07-09 | 2011-10-27 | ビーティー イメージング ピーティーワイ リミテッド | 薄膜撮像方法および装置 |
SG158782A1 (en) | 2008-07-28 | 2010-02-26 | Chan Sok Leng | Method and system for detecting micro-cracks in wafers |
SG158787A1 (en) | 2008-07-28 | 2010-02-26 | Chan Sok Leng | Apparatus for detecting micro-cracks in wafers and method therefor |
JP5271185B2 (ja) * | 2009-07-28 | 2013-08-21 | 株式会社アイテス | 太陽光発電素子の検査装置 |
EP2284520A1 (en) | 2009-07-28 | 2011-02-16 | David Marcos Muntal | Assembly for the inspection in a continuous manner of cells, strings and photovoltaic modules and inspection method thereof |
CN105717085A (zh) | 2010-01-04 | 2016-06-29 | Bt成像股份有限公司 | 用于对半导体材料的样品进行分析的***和方法 |
US20110234790A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-09-29 | Bruce True | Time resolved photoluminescence imaging systems and methods for photovoltaic cell inspection |
US8629411B2 (en) | 2010-07-13 | 2014-01-14 | First Solar, Inc. | Photoluminescence spectroscopy |
MY186210A (en) | 2010-07-23 | 2021-06-30 | First Solar Inc | In-line metrology system and method |
CN103080731B (zh) * | 2010-07-30 | 2016-08-17 | 第一太阳能有限公司 | 光致发光测量工具和相关方法 |
CN103210482B (zh) | 2010-08-09 | 2016-06-22 | Bt成像股份有限公司 | 持久性特征检测 |
DE102011002960B3 (de) * | 2011-01-21 | 2012-04-26 | Osram Ag | Solarsimulator und Verfahren zum Betreiben eines Solarsimulators |
KR20120113019A (ko) * | 2011-04-04 | 2012-10-12 | 삼성전기주식회사 | 태양전지 셀 검사 방법 및 장치 |
JP5694042B2 (ja) * | 2011-04-28 | 2015-04-01 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュールの評価方法及び太陽電池モジュールの製造方法 |
US8604447B2 (en) | 2011-07-27 | 2013-12-10 | Kla-Tencor Corporation | Solar metrology methods and apparatus |
JP5848583B2 (ja) * | 2011-11-02 | 2016-01-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | 太陽電池関連試料測定システム |
WO2014005185A1 (en) | 2012-07-06 | 2014-01-09 | Bt Imaging Pty Ltd | Methods for inspecting semiconductor wafers |
KR101256810B1 (ko) * | 2012-07-06 | 2013-04-23 | 주식회사 한국테크놀로지 | El 기법을 이용한 태양전지 검사장치 및 방법 |
KR102068741B1 (ko) | 2013-06-04 | 2020-01-22 | 삼성디스플레이 주식회사 | 다결정 규소막의 검사 방법 |
US9685906B2 (en) | 2013-07-03 | 2017-06-20 | Semilab SDI LLC | Photoluminescence mapping of passivation defects for silicon photovoltaics |
US10018565B2 (en) | 2015-05-04 | 2018-07-10 | Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. | Micro photoluminescence imaging with optical filtering |
US10012593B2 (en) | 2015-05-04 | 2018-07-03 | Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. | Micro photoluminescence imaging |
US10883941B2 (en) * | 2015-05-04 | 2021-01-05 | Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. | Micro photoluminescence imaging |
JP6520782B2 (ja) * | 2016-03-18 | 2019-05-29 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウェーハの評価方法及び製造方法 |
CN107091822B (zh) * | 2017-03-14 | 2019-09-10 | 华东师范大学 | 双光源激发光致发光检测半导体缺陷的装置及其检测方法 |
JP6411683B1 (ja) * | 2017-10-16 | 2018-10-24 | 株式会社デンケン | 太陽電池検査装置及びカメラ付きソーラーシミュレータ |
US11614406B2 (en) * | 2018-04-30 | 2023-03-28 | The Southern Company | Systems and methods for inspecting solar modules using high-power light sources |
US11474144B2 (en) | 2018-12-21 | 2022-10-18 | Industrial Technology Research Institute | Method for inspecting light-emitting diodes and inspection apparatus |
DE102019121807A1 (de) | 2019-08-13 | 2021-02-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse einer Mehrfachsolarzelle mit zumindest zwei Sub-Solarzellen mittels Lumineszenzstrahlung |
CZ309036B6 (cs) * | 2020-06-15 | 2021-12-15 | Fyzikální Ústav Av Čr, V. V. I. | Způsob a zařízení pro měření tloušťky tenkých vrstev i na hrubých podložkách |
TWI759866B (zh) * | 2020-06-19 | 2022-04-01 | 財團法人工業技術研究院 | 發光二極體的檢測裝置及其檢測方法 |
EP4211451A1 (en) * | 2020-09-08 | 2023-07-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Automated optical measurement system to determine semiconductor properties |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1532518A (zh) * | 2003-03-26 | 2004-09-29 | ������������ʽ���� | 缺陷检查装置、缺陷检查方法和孔图形的检查方法 |
CN1620601A (zh) * | 2001-03-27 | 2005-05-25 | Aoti营运有限公司 | 半导体中的微缺陷的检测和分类 |
Family Cites Families (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6148076U (ja) | 1984-08-31 | 1986-03-31 | 株式会社トーキン | コイル塗装用治具 |
US4661770A (en) * | 1984-12-18 | 1987-04-28 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and apparatus for measuring minority carrier lifetime in a direct band-gap semiconductor |
US4652757A (en) | 1985-08-02 | 1987-03-24 | At&T Technologies, Inc. | Method and apparatus for optically determining defects in a semiconductor material |
US4713140A (en) * | 1987-03-02 | 1987-12-15 | International Business Machines Corporation | Laser luminescence monitor for material thickness |
JPH01182738A (ja) | 1988-01-13 | 1989-07-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体結晶の不純物測定方法 |
JP2983022B2 (ja) * | 1988-07-20 | 1999-11-29 | 浜松ホトニクス株式会社 | 発光によるデバイスおよびその材料の評価装置 |
EP0416787B1 (en) | 1989-09-01 | 1995-05-10 | AT&T Corp. | Plasma processing of III-V semiconductors, controlled by photoluminescence spectroscopy |
GB9014263D0 (en) * | 1990-06-27 | 1990-08-15 | Dixon Arthur E | Apparatus and method for spatially- and spectrally- resolvedmeasurements |
JPH04339247A (ja) * | 1991-02-06 | 1992-11-26 | Nec Corp | 太陽電池傷自動検出装置 |
US5463459A (en) | 1991-04-02 | 1995-10-31 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for analyzing the state of generation of foreign particles in semiconductor fabrication process |
JPH05218163A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-08-27 | Hitachi Ltd | 異物検査方法及びその装置 |
JPH0727945B2 (ja) | 1991-09-26 | 1995-03-29 | 信越半導体株式会社 | 半導体結晶中の深い準位密度分布の評価方法 |
JP2975476B2 (ja) * | 1992-03-30 | 1999-11-10 | 三井金属鉱業株式会社 | 結晶内のフォトルミネッセンス計測方法及び装置 |
JP2711966B2 (ja) * | 1992-09-10 | 1998-02-10 | 信越半導体株式会社 | 発光素子製造用ウエーハの検査方法 |
US5388909A (en) * | 1993-09-16 | 1995-02-14 | Johnson; Shane R. | Optical apparatus and method for measuring temperature of a substrate material with a temperature dependent band gap |
JPH0835934A (ja) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Kobe Steel Ltd | 試料の内部欠陥評価装置 |
JP3244100B2 (ja) * | 1994-08-17 | 2002-01-07 | 横河電機株式会社 | 2光子励起顕微鏡 |
US5962857A (en) | 1995-09-22 | 1999-10-05 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Method for the fast determination of an unknown absorbed dose of radiation with high sensitivity using optically stimulated luminescence |
GB2306640B (en) | 1995-10-17 | 1998-01-14 | Toshiba Cambridge Res Center | Method of characterising a semiconductor material |
JP3670745B2 (ja) | 1996-02-20 | 2005-07-13 | オリンパス株式会社 | 共焦点顕微鏡 |
GB9618897D0 (en) | 1996-09-10 | 1996-10-23 | Bio Rad Micromeasurements Ltd | Micro defects in silicon wafers |
JPH10270514A (ja) | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 半導体ウエハの評価方法及びその装置 |
US5969805A (en) * | 1997-11-04 | 1999-10-19 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus employing external light source for endpoint detection |
US6494852B1 (en) | 1998-03-11 | 2002-12-17 | Medical Compression Systems (Dbn) Ltd. | Portable ambulant pneumatic compression system |
EP1198703A1 (en) * | 1998-07-10 | 2002-04-24 | Iatroquest Corporation | Photoluminescent semiconductor materials |
US6429968B1 (en) * | 2000-03-09 | 2002-08-06 | Agere Systems Guardian Corp | Apparatus for photoluminescence microscopy and spectroscopy |
US6534774B2 (en) * | 2000-09-08 | 2003-03-18 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Method and apparatus for evaluating the quality of a semiconductor substrate |
JP2002107301A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Univ Osaka | コヒーレントアンチストークスラマン散乱顕微鏡 |
JP2004511104A (ja) * | 2000-10-06 | 2004-04-08 | エーオーティーアイ オペレーティング カンパニー インコーポレーティッド | 表面の金属コンタミネーションを検出する方法 |
AU2002220701A1 (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-27 | Stephan Ia Barre | Method and device for measuring properties of a sample |
US6809809B2 (en) * | 2000-11-15 | 2004-10-26 | Real Time Metrology, Inc. | Optical method and apparatus for inspecting large area planar objects |
US6791099B2 (en) | 2001-02-14 | 2004-09-14 | Applied Materials, Inc. | Laser scanning wafer inspection using nonlinear optical phenomena |
JP2002350732A (ja) | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Nikon Corp | 蛍光観察装置 |
JP4554112B2 (ja) | 2001-06-21 | 2010-09-29 | 三井造船株式会社 | 二次元微弱放射検出装置 |
JP2003028797A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Hitachi Software Eng Co Ltd | 蛍光読み取り装置 |
GB2379317A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Cambridge Display Tech Ltd | Optoelectronic display operating by photoluminescence quenching |
KR20030037314A (ko) * | 2001-11-01 | 2003-05-14 | (주)다이아칩 | 바이오 칩 분석을 위한 형광 영상 분석장치 |
US7042570B2 (en) * | 2002-01-25 | 2006-05-09 | The Regents Of The University Of California | Porous thin film time-varying reflectivity analysis of samples |
US6859326B2 (en) | 2002-09-20 | 2005-02-22 | Corning Incorporated | Random microlens array for optical beam shaping and homogenization |
JP3917154B2 (ja) | 2004-11-19 | 2007-05-23 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | 半導体試料の欠陥評価方法及び装置 |
JP4862368B2 (ja) | 2004-11-29 | 2012-01-25 | 株式会社ニコン | ズーム顕微鏡 |
US20070000434A1 (en) | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Accent Optical Technologies, Inc. | Apparatuses and methods for detecting defects in semiconductor workpieces |
TWI439684B (zh) * | 2005-07-06 | 2014-06-01 | Nanometrics Inc | 具自晶圓或其他工件特定材料層所發射光致發光信號優先偵測之光致發光成像 |
TWI391645B (zh) * | 2005-07-06 | 2013-04-01 | Nanometrics Inc | 晶圓或其他工作表面下污染物及缺陷非接觸測量之差分波長光致發光 |
DE102005040010A1 (de) | 2005-08-23 | 2007-03-15 | Rwe Schott Solar Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Produktionsfehlern in einem Halbleiterbau-element |
CN101365937B (zh) * | 2005-10-11 | 2015-01-14 | Bt成像股份有限公司 | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** |
-
2006
- 2006-10-11 CN CN200680046029.7A patent/CN101365937B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-11 CN CN201410770974.8A patent/CN104568870B/zh active Active
- 2006-10-11 EP EP06790291.6A patent/EP1946079B1/en active Active
- 2006-10-11 WO PCT/AU2006/001420 patent/WO2007041758A1/en active Application Filing
- 2006-10-11 JP JP2008534812A patent/JP2009512198A/ja active Pending
- 2006-10-11 AU AU2006301905A patent/AU2006301905A1/en not_active Abandoned
- 2006-10-11 DK DK06790291.6T patent/DK1946079T3/en active
- 2006-10-11 KR KR1020087011175A patent/KR101365336B1/ko active IP Right Grant
- 2006-10-11 CN CN201410770971.4A patent/CN104569779B/zh active Active
- 2006-10-11 MY MYPI20081084A patent/MY157737A/en unknown
- 2006-10-11 HU HUE06790291A patent/HUE036690T2/hu unknown
- 2006-10-11 TR TR2018/02704T patent/TR201802704T4/tr unknown
- 2006-10-11 KR KR1020137001369A patent/KR101365363B1/ko active IP Right Grant
- 2006-10-11 US US12/083,429 patent/US8064054B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-11 ES ES06790291.6T patent/ES2659781T3/es active Active
-
2011
- 2011-10-14 US US13/273,697 patent/US8218140B2/en active Active
-
2012
- 2012-06-12 US US13/494,373 patent/US9234849B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-12-21 JP JP2012279527A patent/JP2013102172A/ja active Pending
-
2015
- 2015-02-06 PH PH12015500265A patent/PH12015500265B1/en unknown
- 2015-04-03 JP JP2015076831A patent/JP2015173268A/ja active Pending
-
2016
- 2016-01-06 US US14/989,341 patent/US9909991B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1620601A (zh) * | 2001-03-27 | 2005-05-25 | Aoti营运有限公司 | 半导体中的微缺陷的检测和分类 |
CN1532518A (zh) * | 2003-03-26 | 2004-09-29 | ������������ʽ���� | 缺陷检查装置、缺陷检查方法和孔图形的检查方法 |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102483378B (zh) * | 2009-07-20 | 2014-06-18 | Bt成像股份有限公司 | 半导体材料光致发光测量中掺杂浓度和少数载流子寿命分离 |
CN102483378A (zh) * | 2009-07-20 | 2012-05-30 | Bt成像股份有限公司 | 半导体材料光致发光测量中掺杂浓度和少数载流子寿命分离 |
CN104020148B (zh) * | 2009-07-20 | 2017-04-12 | Bt成像股份有限公司 | 光致发光测量中掺杂浓度和少数载流子寿命分离 |
CN104020148A (zh) * | 2009-07-20 | 2014-09-03 | Bt成像股份有限公司 | 光致发光测量中掺杂浓度和少数载流子寿命分离 |
CN102575986A (zh) * | 2009-08-14 | 2012-07-11 | Bt成像股份有限公司 | 用于硅光伏电池生产的光致发光成像*** |
CN102156106A (zh) * | 2010-02-11 | 2011-08-17 | 致茂电子(苏州)有限公司 | 太阳能晶圆快速检测*** |
US9261464B2 (en) | 2010-06-04 | 2016-02-16 | Hemlock Semiconductor Corporation | Applying edge-on photoluminescence to measure bulk impurities of semiconductor materials |
TWI484156B (zh) * | 2010-06-04 | 2015-05-11 | Hemlock Semiconductor Corp | 應用側向(edge-on)光致發光測量半導體材料之整體雜質 |
CN101988904A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-03-23 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 太阳能电池缺陷检测方法 |
CN103597341A (zh) * | 2011-06-10 | 2014-02-19 | 波音公司 | 太阳能电池单元测试装置和方法 |
CN103620294B (zh) * | 2011-07-19 | 2017-02-08 | 应用材料意大利有限公司 | 用于测试光电器件的方法及装置 |
CN103620294A (zh) * | 2011-07-19 | 2014-03-05 | 应用材料意大利有限公司 | 用于测试光电器件的方法及装置 |
CN103874918A (zh) * | 2011-08-12 | 2014-06-18 | Bt成像股份有限公司 | 半导体晶片中掺杂变化的光致发光成像 |
CN104067512A (zh) * | 2011-12-09 | 2014-09-24 | 荷兰能源研究中心基金会 | 通过光学成像对用于光伏电池的硅晶圆进行质量鉴定 |
CN102608510B (zh) * | 2012-01-19 | 2014-03-26 | 上海交通大学 | 晶体硅太阳电池少子寿命的快速测定方法 |
CN102608510A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-25 | 上海交通大学 | 晶体硅太阳电池少子寿命的快速测定方法 |
CN105765371A (zh) * | 2013-11-21 | 2016-07-13 | 欧司朗光电半导体有限公司 | 光电子半导体材料的整面的光学表征的方法和执行该方法的设备 |
CN106030773B (zh) * | 2014-02-21 | 2019-11-08 | 应用材料公司 | 晶片检测方法及软件 |
CN106030773A (zh) * | 2014-02-21 | 2016-10-12 | 应用材料公司 | 晶片检测方法及软件 |
CN104201127A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-12-10 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种半导体激光器阵列连接界面表征方法及装置 |
CN104201127B (zh) * | 2014-08-22 | 2017-01-18 | 西安炬光科技有限公司 | 一种半导体激光器阵列连接界面表征方法及装置 |
CN104267036A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-01-07 | 西安炬光科技有限公司 | 一种半导体激光器芯片焊接面表征方法及装置 |
CN109100305A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-28 | 陕西师范大学 | 一种液体分散系的数字化物质信息获取装置及方法 |
CN109100305B (zh) * | 2018-07-13 | 2022-02-18 | 陕西师范大学 | 一种液体分散系的数字化物质信息获取装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2006301905A1 (en) | 2007-04-19 |
EP1946079A4 (en) | 2012-10-24 |
KR101365336B1 (ko) | 2014-02-19 |
CN104569779A (zh) | 2015-04-29 |
US8064054B2 (en) | 2011-11-22 |
EP1946079A1 (en) | 2008-07-23 |
KR20130024954A (ko) | 2013-03-08 |
US8218140B2 (en) | 2012-07-10 |
KR101365363B1 (ko) | 2014-02-20 |
US20120257044A1 (en) | 2012-10-11 |
JP2015173268A (ja) | 2015-10-01 |
KR20080089566A (ko) | 2008-10-07 |
WO2007041758A1 (en) | 2007-04-19 |
DK1946079T3 (en) | 2018-03-12 |
US9234849B2 (en) | 2016-01-12 |
JP2009512198A (ja) | 2009-03-19 |
HUE036690T2 (hu) | 2018-07-30 |
CN104569779B (zh) | 2018-05-18 |
US9909991B2 (en) | 2018-03-06 |
US20120033067A1 (en) | 2012-02-09 |
CN104568870B (zh) | 2017-09-29 |
CN101365937B (zh) | 2015-01-14 |
US20090051914A1 (en) | 2009-02-26 |
MY157737A (en) | 2016-07-15 |
PH12015500265A1 (en) | 2015-04-13 |
JP2013102172A (ja) | 2013-05-23 |
TR201802704T4 (tr) | 2018-03-21 |
ES2659781T3 (es) | 2018-03-19 |
CN104568870A (zh) | 2015-04-29 |
EP1946079B1 (en) | 2017-12-06 |
US20160116412A1 (en) | 2016-04-28 |
PH12015500265B1 (en) | 2015-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101365937B (zh) | 用于检查带隙半导体结构的方法和*** | |
US9912291B2 (en) | Method and system for testing indirect bandgap semiconductor devices using luminescence imaging | |
CN1233030C (zh) | 表面金属污染的检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150114 Termination date: 20191011 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |