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1. (WO2011134602) METHOD FOR DETERMINING MATERIAL PARAMETERS OF A DOPED SEMICONDUCTOR SUBSTRATE BY MEASURING PHOTOLUMINESCENT RADIATION
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2011/134602    International Application No.:    PCT/EP2011/001848
Publication Date: 03.11.2011 International Filing Date: 13.04.2011
IPC:
G01N 21/64 (2006.01), G01R 31/26 (2006.01)
Applicants: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. [DE/DE]; Hansastrasse 27c 80686 München (DE) (For All Designated States Except US).
GIESECKE, Johannes [DE/DE]; (DE) (For US Only)
Inventors: GIESECKE, Johannes; (DE)
Agent: DICKER, Jochen; Lemcke, Brommer & Partner Bismarckstraße 16 76133 Karlsruhe (DE)
Priority Data:
10 2010 019 132.9 30.04.2010 DE
Title (DE) VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG VON MATERIALPARAMETERN EINES DOTIERTEN HALBLEITERSUBSTRATES DURCH MESSUNG VON PHOTOLUMINESZENZSTRAHLUNG
(EN) METHOD FOR DETERMINING MATERIAL PARAMETERS OF A DOPED SEMICONDUCTOR SUBSTRATE BY MEASURING PHOTOLUMINESCENT RADIATION
(FR) PROCÉDÉ DE DÉTERMINATION DE PARAMÈTRES DE MATÉRIAU D'UN SUBSTRAT SEMI-CONDUCTEUR DOPÉ PAR LA MESURE DU RAYONNEMENT PHOTOLUMINESCENT
Abstract: front page image
(DE)Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Materialparametern (injektionsabhängige Lebensdauer der Minoritätsladungsträger und Dotierkonzentration) eines dotierten Halbleitersubstrates durch Messung von Photolumineszenzstrahlung, folgende Verfahrensschritte umfassend: A Beaufschlagen des Halbleitersubstrates mit elektromagnetischer Anregungsstrahlung zum Erzeugen von Lumineszenzstrahlung in dem Halbleitersubstrat, wobei der zeitliche Verlauf der Intensität der Anregungsstrahlung periodisch moduliert ist, so dass die Generationsrate G von Ladungsträgerpaaren in dem Halbleitersubstrat aufgrund der Anregungsstrahlung während einer Anregungsperiode ein Maximum und ein Minimum aufweist und wobei zumindest der relative zeitliche Verlauf der Generationsrate G(t) mittels zeitabhängiger Messung der I ntensität der Anregungsstrahlung bestimmt wird, B Zeitaufgelöstes Messen der Intensität der von einem Messbereich des Halbleitersubstrates ausgehenden Lumineszenzstrahlung, wobei zumindest der relative zeitliche Verlauf der Intensität der Lumineszenzstrahlung Φ(t) zumindest während einer Anregungsperiode gemessen wird, C Bestimmen mindestens eines Materialparameters des Halbleitersubstrates abhängig von dem zeitlichen Verlauf G(t) der Generationsrate und dem zeitlichen Verlauf der Intensität der Lumineszenzstrahlung Φ(t). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt C die effektive Lebensdauer τ des Halbleitersubstrates zumindest für die während einer Anregungsperiode maximal erreichte Überschussladungsträgerdichte Δnmax aus der zeitlichen Differenz zwischen dem Maximum von G(t) und einem hierzu korrespondierenden Maximum von Φ(t) ermittelt wird.
(EN)The invention relates to a method for determining material parameters (injection-dependent lifetime of the minority charge carriers and doping concentration) of a doped semiconductor substrate by measuring photoluminescent radiation, comprising the following method steps: A applying electromagnetic excitation radiation to the semiconductor substrate in order to produce luminescent radiation in the semiconductor substrate, wherein the temporal profile of the intensity of the excitation radiation is periodically modulated, with the result that the rate of generation G of charge carrier pairs in the semiconductor substrate has a maximum and a minimum during an excitation period on account of the excitation radiation, and wherein at least the relative temporal profile of the rate of generation G(t) is determined by means of time-dependent measurement of the intensity of the excitation radiation, B measuring the intensity of the luminescent radiation emanating from a measuring region of the semiconductor substrate in a time-resolved manner, wherein at least the relative temporal profile of the intensity of the luminescent radiation Φ(t) is measured at least during an excitation period, C determining at least one material parameter of the semiconductor substrate on the basis of the temporal profile G(t) of the rate of generation and the temporal profile of the intensity of the luminescent radiation Φ(t). The invention is characterized in that, in step C, the effective lifetime τ of the semiconductor substrate is determined from the time difference between the maximum of G(t) and a corresponding maximum of Φ(t) at least for the maximum excess charge carrier density Δnmax reached during an excitation period.
(FR)L'invention concerne un procédé de détermination de paramètres de matériau (durée de vie, en fonction de l'injection, des porteurs de charge minoritaires et concentration de dopage) d'un substrat semi-conducteur dopé par la mesure du rayonnement photoluminescent, ledit procédé consistant à : A soumettre le substrat semi-conducteur à un rayonnement d'excitation électromagnétique pour la production d'un rayonnement luminescent dans le substrat semi-conducteur, la variation dans le temps de l'intensité du rayonnement d'excitation étant modulée périodiquement, de telle sorte que la vitesse de production G de paires de porteurs de charge dans le substrat semi-conducteur en raison du rayonnement d'excitation présente un maximum et un minimum pendant une période d'excitation, et au moins la variation relative dans le temps de la vitesse de production G(t) étant déterminée à l'aide d'une mesure en fonction du temps de l'intensité du rayonnement d'excitation ; B mesurer par résolution temporelle l'intensité du rayonnement luminescent provenant d'une zone de mesure du substrat semi-conducteur, au moins la variation relative dans le temps de l'intensité du rayonnement luminescent Φ(t) étant mesurée au moins pendant une période d'excitation ; et C déterminer au moins un paramètre de matériau du substrat semi-conducteur en fonction de la variation dans le temps G(t) de la vitesse de production et de la variation dans le temps de l'intensité du rayonnement luminescent Φ(t). L'invention est caractérisée en ce que, dans l'étape C, la durée de vie efficace τ du substrat semi-conducteur est déterminée au moins pour la densité de porteurs de charge en excès Δnmax atteinte au maximum pendant une période d'excitation à partir de la différence dans le temps entre le maximum de G(t) et un maximum de Φ(t) lui correspondant.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PE, PG, PH, PL, PT, RO, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
African Regional Intellectual Property Organization (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM)
European Patent Office (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Publication Language: German (DE)
Filing Language: German (DE)