用于識(shí)別超淺結(jié)的結(jié)深度的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及半導(dǎo)體器件和太陽(yáng)能電池器件，更具體地，涉及用于識(shí)別、定 位和表征不同材料之間的結(jié)或具有不同摻雜特性的區(qū)域之間的結(jié)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著技術(shù)的進(jìn)步，形成的半導(dǎo)體集成電路器件、太陽(yáng)能電池、其他半導(dǎo)體器件和各 種其他器件具有越來(lái)越小的尺寸。許多器件按比例縮小到納米尺度。尤其是在這種狀況 下，必須精確地形成和定位各種器件部件。重要的是使用可靠和精確的測(cè)量技術(shù)來(lái)識(shí)別這 些部件的尺寸和位置。例如，期望識(shí)別位于各種不同的材料之間或位于具有不同摻雜特性 的各種區(qū)域之間的結(jié)或界面。P-n結(jié)是發(fā)生器件的電子作用且表示一種這樣的結(jié)的有源位 點(diǎn)。識(shí)別這些結(jié)的位置是有用的，但是隨著尺寸變小，識(shí)別這些結(jié)的位置變得越來(lái)越有挑戰(zhàn) 性。因此需要非破壞性的、精確的和快速的測(cè)量技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于識(shí)別材 料中的結(jié)深度的測(cè)量方法，所述方法包括：在第一光照射工藝中，建立光的波長(zhǎng)和所述光在 材料中的穿透深度之間的第一相關(guān)性；提供所述材料的層，所述材料的層具有位于其表面 下方的結(jié)；在進(jìn)一步的光照射工藝中，引導(dǎo)光從照射源穿過所述表面進(jìn)入所述層內(nèi)，所述光 包括選定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光；在所述進(jìn)一步的光照射工藝中，測(cè)量由所述光感應(yīng)的電壓作為 所述光的波長(zhǎng)的函數(shù)，從而建立所測(cè)量的電壓和來(lái)自所述照射源的光的波長(zhǎng)之間的第二相 關(guān)性；以及基于所述第二相關(guān)性，識(shí)別位于所述表面下方的所述結(jié)的深度。
[0004]在該測(cè)量方法中，建立所述第一相關(guān)性包括對(duì)于多種波長(zhǎng)的光實(shí)施多次試驗(yàn)以及 測(cè)量或計(jì)算所述穿透深度。
[0005]在該測(cè)量方法中，從所述照射源引導(dǎo)所述光包括使用調(diào)頻器調(diào)制所述光，且測(cè)量 所述電壓包括使用放大器放大所述電壓。
[0006]在該測(cè)量方法中，測(cè)量所述電壓包括的所述放大器是降低所述電壓的背景噪音的 鎖相放大器。
[0007]在該測(cè)量方法中，所述結(jié)包括M0S結(jié)。
[0008]在該測(cè)量方法中，所述第二相關(guān)性包括所測(cè)量的電壓與來(lái)自所述照射源的光的所 述波長(zhǎng)的曲線，以及
[0009]所述識(shí)別包括識(shí)別與所述曲線的峰值電壓讀數(shù)相關(guān)聯(lián)的第一波長(zhǎng)。
[0010] 在該測(cè)量方法中，所述識(shí)別進(jìn)一步包括：基于所述第一相關(guān)性將所述第一波長(zhǎng)與 所述穿透深度相關(guān)聯(lián)。
[0011] 在該測(cè)量方法中，所述識(shí)別進(jìn)一步包括：建立所述深度作為與所述第一相關(guān)性中 的所述第一波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的穿透深度。
[0012] 在該測(cè)量方法中，所述材料包括硅，并且建立所述第一相關(guān)性包括使用范圍在 200nm到1200nm內(nèi)的光的波長(zhǎng)。
[0013] 在該測(cè)量方法中，所述材料包括鍺，并且建立所述第一相關(guān)性包括使用范圍在 200nm到1700nm內(nèi)的光的波長(zhǎng)。
[0014] 在該測(cè)量方法中，所述層是襯底材料，并且測(cè)量所述電壓包括使用連接至所述結(jié) 的相對(duì)兩側(cè)上的所述襯底材料的電極測(cè)量所述結(jié)兩端的電壓。
[0015] 在該測(cè)量方法中，所述層包括太陽(yáng)能電池襯底，并且測(cè)量所述電壓包括使用連接 至所述太陽(yáng)能電池襯底的前面和背面的電極測(cè)量所述結(jié)兩端的電壓。
[0016] 在該測(cè)量方法中，建立所述第一相關(guān)性包括測(cè)量所述材料的透光率。
[0017] 在該測(cè)量方法中，所述結(jié)是p-n結(jié)，且進(jìn)一步包括識(shí)別所述材料的層中的摻雜濃 度。
[0018] 在該測(cè)量方法中，識(shí)別所述材料的層中的摻雜濃度包括基于所述第二相關(guān)性測(cè)量 的電壓來(lái)識(shí)別所述材料的層中的所述摻雜濃度。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于識(shí)別材料中的結(jié)深度的測(cè)量方法，所述 方法包括：首先建立光的波長(zhǎng)和光在材料中的穿透深度之間的第一相關(guān)性；提供所述材料 的襯底，所述襯底具有位于其表面下方的結(jié)；引導(dǎo)一定波長(zhǎng)范圍的光從照射源穿過所述表 面進(jìn)入所述襯底內(nèi)，從而在所述結(jié)處對(duì)所述一定波長(zhǎng)范圍的光的每種波長(zhǎng)感應(yīng)可測(cè)量電 壓；貫穿所述光的一定波長(zhǎng)范圍，根據(jù)所述光的波長(zhǎng)測(cè)量至少一些所述可測(cè)量電壓；識(shí)別 所測(cè)量的電壓的峰值電壓；檢測(cè)與所述峰值電壓相關(guān)聯(lián)的第一波長(zhǎng)；以及使用所述相關(guān)性 識(shí)別與所述峰值電壓和所述第一波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的深度，所述深度是與所述相關(guān)性中的所述第 一波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的穿透深度。
[0020] 在該測(cè)量方法中，測(cè)量至少一些所述可測(cè)量電壓包括使用連接至所述結(jié)的相對(duì)兩 側(cè)的電極測(cè)量所述結(jié)兩端的電壓。
[0021] 在該測(cè)量方法中，所述結(jié)是p-n結(jié)，所述材料包括硅，且引導(dǎo)所述一定波長(zhǎng)范圍的 光包括波長(zhǎng)在200nm到1200nm的范圍內(nèi)的光。
[0022] 在該測(cè)量方法中，所述材料包括鍺，且引導(dǎo)所述一定波長(zhǎng)范圍的光包括波長(zhǎng)在 200nm到1700nm的范圍內(nèi)的光。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于識(shí)別太陽(yáng)能電池中的結(jié)深度的測(cè)量方 法，所述方法包括：通過測(cè)量各個(gè)波長(zhǎng)的光在材料中的透射率，建立所述光的波長(zhǎng)和所述光 在所述材料中的穿透深度之間的第一相關(guān)性；提供包括所述材料的結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池襯 底，所述材料的結(jié)構(gòu)具有位于其表面下方的P-n結(jié)；引導(dǎo)一定波長(zhǎng)范圍的光從照射源穿過 所述表面進(jìn)入所述材料的結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而對(duì)所述一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的每種波長(zhǎng)在所述P-n結(jié)兩 端感應(yīng)可測(cè)量電壓；貫穿所述光的一定波長(zhǎng)范圍，測(cè)量至少一些所述可測(cè)量電壓，從而建立 測(cè)量的電壓和光的波長(zhǎng)之間的第二相關(guān)性；識(shí)別所述測(cè)量的電壓的峰值電壓；使用所述第 二相關(guān)性識(shí)別與所述峰值電壓相關(guān)聯(lián)的第一波長(zhǎng)；使用所述第一相關(guān)性識(shí)別與所述峰值電 壓和所述第一波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的深度，所述深度是與所述第一相關(guān)性中的所述第一波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián) 的穿透深度；以及基于所述峰值電壓識(shí)別所述材料的結(jié)構(gòu)中的摻雜濃度。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，通過以下詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng) 該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪出。事實(shí)上，為了清楚的討論，各個(gè)部 件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0025] 圖1是根據(jù)一些實(shí)施例示出光源照射樣本的原理圖；
[0026] 圖2是根據(jù)一些實(shí)施例示出不同波長(zhǎng)的光穿透到樣本中的不同深度的截面圖和 原理圖；
[0027] 圖3是根據(jù)一些實(shí)施例示出材料中的光的穿透深度與波長(zhǎng)的圖形表示的實(shí)施例；
[0028] 圖4A、圖4B和圖4C中的每一個(gè)都是根據(jù)一些實(shí)施例不出具有p-n結(jié)和用于測(cè)量 電壓而設(shè)置的電極的樣本的截面圖；
[0029] 圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的電壓與兩個(gè)樣本中所吸收的光的波長(zhǎng)的曲線圖的實(shí)施 例；
[0030] 圖6是根據(jù)一些實(shí)施例的電壓與兩個(gè)樣本中所吸收的光的波長(zhǎng)的曲線圖的實(shí)施 例；以及
[0031] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)施主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面?述了組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。 例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括以直接接觸的方式形 成第一部件和第二部件的實(shí)施例，且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成附加 部件，使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可以在各個(gè)實(shí)例中 重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)明和清楚，而且其本身不指示所論述的各個(gè)實(shí) 施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
[0033] 而且，為了便于描述，諸如"