测量载流子的寿命的方法和设备的制作方法

专利名称：测量载流子的寿命的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于测量半导体结构中的载流子的寿命的方法和设备。
背景技术：
集成电路包括大量单独的电路元件，例如，晶体管、电容器和电阻器。这些电路元 件通过导电特性而连接，以形成例如存储器设备、逻辑设备和微处理器的复杂电路。在现代 的集成电路中，电路元件可以形成在所谓的“绝缘体上半导体”结构之上或者之内。绝缘体 上半导体结构包括半导体材料层，例如，硅层，其形成在设置于基板上的绝缘材料层之上。 绝缘材料例如可以包括二氧化硅，而基板可以包括硅晶片。这些电路元件的属性可能对半 导体材料层的特性是敏感的。具体来说，这些电路元件的属性可能会受到半导体材料层中 的载流子(电子和空穴)的复合(recombination)寿命的影响。因此，人们可能想要测量 半导体材料层中的电子和/或空穴的复合寿命。在根据现有技术的测量载流子复合寿命的方法中，用微波辐射来照射半导体晶 片。通过测量反射的微波辐射的强度来监视晶片对微波辐射的反射，该反射与晶片中的载 流子的浓度有关。对晶片施加激光脉冲以在晶片中生成电子-空穴对。由于生成了电子-空 穴对，所以载流子的浓度，具体来说，少数载流子(minority carrier)的浓度会增大。因此， 晶片中创建了多余的少数载流子。多余少数载流子的生成导致晶片对微波辐射的反射率的 增大。之后，这些多余的少数载流子可以与多数载流子复合，这导致晶片对微波辐射的 反射率的衰减。衰减的时间常量可以被确定，其与多余的少数载流子的寿命有关。在根据现有技术的确定载流子寿命的方法的一个实例中，以下指数函数R(t) = A+B exp(-t/ x 适合于测量在一时间段内获得的数据，在该时间段内，反 射率近似成指数衰减，其中，t表示激光脉冲之后经过的时间，而A、B和t工是参数，它们被 修改以使得R(t)尽可能接近地表示在该时间段内获得的测量反射率值。参数^被表示 为“主模式寿命”，并且可以提供多余少数载流子的寿命的量度。在根据现有技术的确定载流子寿命的方法的另一实例中，确定代表测得的反射率 与施加激光脉冲之前所确定的反射率之间的差的差信号(difference signal)衰减了 1/e 的时间，其中，e是本领域技术人员熟知的欧拉数。如果％是差信号的最大值，则测量差信 号从％衰减到％/e的时间、。时间、被表示为“1/e寿命”，并且可以提供多余少数载 流子的寿命的量度。多余少数载流子的寿命既可能受到晶片体中的复合中心上载流子的复合的影响， 又可能受到晶片表面的载流子的复合的影响。体中的载流子的复合可以用体复合寿命来表 征，而表面的载流子复合可以用表面复合寿命来表征。体复合寿命(volume recombination lifetime)被定义为复合仅发生在晶片体中 的复合中心处的情况下所获得的多余载流子的寿命。它是表征晶片材料的属性的量，并且 可以基本上独立于晶片的几何形状。表面复合寿命被定义为复合仅发生在晶片表面的情况下所获得的载流子的寿命。它可能受到晶片的几何形状的影响，具体来说，受到晶片厚度的 影响，其中，如果晶片厚度减小，则表面复合寿命可能增加。如果已经确定了晶片中的多余少数载流子的寿命，则在载流子的复合优选地发生 在晶片表面的情况下，测得的寿命可能近似等于表面复合寿命。然而，如果载流子的复合优 选地发生在晶片体内，则测得的寿命可能近似等于体复合寿命。如果载流子在表面上复合 的比率与载流子在体内复合的比率具有相同的量级，则多余少数载流子的寿命的测量可能 表现出一个既依赖于表面复合寿命又依赖于体复合寿命的值。
由此，体复合寿命的测量可能要求进行预备以增加表面复合寿命，从而载流子复 合优选地发生在晶片体内。这种预备通常被表示为“表面的钝化”。在根据现有技术的确定 体复合寿命的方法的实例中，可能想要获得比体复合寿命大十倍的表面复合寿命。在现有 技术中，已经提出通过以下方式来减小载流子在表面复合的概率增大晶片厚度、在晶片表 面上生长二氧化硅层、在进行测量之前将晶片插入稀氟酸中，或者在将晶片插入碘溶液中 的同时进行测量。测量绝缘体上半导体结构的半导体材料层中的多余少数载流子的寿命可能造成 与之相关联的特定问题，下面将对此进行说明。首先，可以使用紫外线范围内的激光脉冲来选择性地在半导体材料层中创建多余 少数载流子。如果具有相对较长波长的激光脉冲，例如电磁光谱的近红外区域中的激光脉冲， 被施加于绝缘体上半导体结构，则半导体层和基板均可以被激光脉冲照射，因为诸如硅这 样的半导体材料的吸收系数对于近红外光来说相对较低，从而激光脉冲可以穿透半导体材 料层。由此，在基板和半导体材料层二者中创建了可能会影响绝缘体上半导体结构对微波 辐射的反射率的多余少数载流子。如果绝缘体上半导体结构中的多余少数载流子的寿命测量要通过包括红外光的 激光脉冲来执行，则半导体材料层中的多余少数载流子和基板中的多余少数载流子都将对 绝缘体上半导体结构对微波辐射的反射率有所贡献，这将造成难以区分半导体材料层的贡 献和基板的贡献。然而，紫外线辐射会在很大程度上被吸收到半导体材料层中，从而实质上仅在半 导体材料层中创建了多余少数载流子。由此，可以减小基板对测量结果的影响。此外，半导体材料层中的载流子可能在半导体材料层的表面以及半导体材料层与 基板之间的界面处复合。由此，为了测量半导体材料层中的体复合寿命，可能想使半导体材 料层的表面钝化，以减小载流子在表面处复合的可能性，并且进行预先准备以减小载流子 在半导体材料层与绝缘体材料层之间的界面处复合的概率。在现有技术中，已经提出将类似于上面所描述的钝化技术应用于半导体材料层的 表面，并且在半导体材料层与基板之间施加偏置电压。出于此目的，可以在半导体材料层的 表面提供地接触(ground contact)，并且基板可以连接到电压源。偏置电压的极性可以是这样的，使得在半导体材料层与绝缘体层之间的界面处的 半导体材料层中创建多数载流子的累积，或者使得在该界面处创建反型(inversion)，在 这样的反型中界面处的多数载流子密度减小。如果创建了累积，则界面处的电场可以将少 数载流子驱离界面。如果创建了反型，则界面处少数载流子的复合伙伴(recombinationpartner)的密度减小。因此，累积和反型两者均有助于降低半导体材料层与绝缘体层之间 的界面处复合的概率。根据现有技术在绝缘体上半导体结构中测量载流子寿命的方法的问题在于，偏置 电压所创建的电场可能仅在所述地接触附近被适当地限定。因此，尽管在地接触的附近可 以在半导体材料层与绝缘体层之间的界面处获得适当的累积或反型，但是在离地接触一段 距离处可能就并非如此了。因此，在绝缘体上半导体结构的离地接触一段距离的部分中，可 能获得在半导体材料层与绝缘体层之间的界面处不合乎期望的高载流子复合概率。根据现有技术在绝缘体上半导体结构中测量载流子寿命的方法的另一问题在于， 施加于地接触和基板之间的电场可能造成通过绝缘体层的漏电流。因为在根据现有技术测 量载流子寿命的方法中可能要求相对高的偏置电压，所以可能获得相对高的漏电流，并且 可能甚至造成通过绝缘体层的新的泄漏路径。此外，泄漏可能发生在绝缘体上半导体结构 的边缘处。漏电流可能对载流子寿命测量有不利影响，因为它可以提供额外的载流子替代 那些已经复合的载流子(导致错误地高估寿命值)，或者可能移除还未曾复合的载流子(导 致错误地低估寿命值)。

发明内容
本发明的目的在于提供一种测量载流子寿命的设备和方法，其中可以避免或者至 少减少上述问题。根据本发明的测量载流子寿命的设备包括测量探针，所述测量探针包括用于将 紫外辐射引导至测量位置的装置。可选地，所述测量探针还包括至少一个电极，所述电极被 设置为与所述测量位置成预定空间关系。所述设备还包括微波源，所述微波源被设置为 将微波辐射引导至所述测量位置；微波检测器，所述微波检测器被设置为测量响应于所述 紫外辐射在所述测量位置反射的微波辐射的强度的改变；以及半导体结构支架，所述半导 体结构支架被设置为容纳半导体结构，并且提供与所述半导体结构的一部分的电接触。另 外，还提供了用于相对于所述测量探针来移动所述半导体结构支架以将所述半导体结构的 至少一部分定位在所述测量位置的装置。所述设备还包括电源，所述电源被设置为在所述 半导体结构支架与所述电极之间施加偏置电压。由于所述至少一个电极与所述测量探针之间的预定空间关系，可以在所述半导体 结构中的所述测量位置处获得预定的电场分布。由此，可以在所述测量位置处获得适当限 定的偏置电压。因为所述电极是所述测量探针的一部分，所以如果相对于所述半导体结构 支架移动所述测量探针以在所述半导体结构上的不同位置处进行测量，则所述预定空间关 系得以维持。因此，可以在满意限定的测量条件下，在所述半导体结构上的不同位置处进行 测量。此外，所述至少一个电极可以被设置在所述测量位置附近。因此，所述偏置电压可 以选择性地施加于所述测量位置附近。因此在所述测量位置附近很好地控制了所施加的电 场，从而控制了所述半导体材料层与所述绝缘层之间的界面处的累积或反型层。在一种实施方式中，所述至少一个电极包括被设置为邻近所述测量位置的一个电 极。因此，可以方便地将所述偏置电压施加于所述测量位置附近。在另一种实施方式中，所述至少一个电极包括第一电极和第二电极，其中所述测量位置位于所述第一电极和所述第二电极之间。这种电极布置可以帮助在与待研究半导体 结构表面平行的方向上获得相对小的电场分量。因此，半导体结构中可能将测量位置处所 创建的载流子驱离所述测量位置的电流会减小。这可以帮助提高测量的精度。所述至少一个电极可以包括沿第一线排布的多个第一电极和沿第二线排布的多个第二电极，其中所述第二线平行于所述第一线，并且其中所述测量位置位于所述第一线 和所述第二线之间。另选或者另外的是，所述至少一个电极可以包括呈圈状围绕所述测量 位置的多个电极。因此，可以在测量位置处获得期望的电场分布。所述至少一个电极可以包括被设置为刺穿所述半导体结构的针。因此，即使半导 体材料层被电绝缘材料层覆盖，也可以提供到设置在所述半导体结构中的该半导体材料层 的电连接，所述电绝缘材料层例如可能是故意形成的以钝化半导体结构的表面，或者可能 是在半导体结构暴露于空气和/或湿气时由于半导体材料的氧化而无意形成的。在其他实施方式中，所述至少一个电极可以被设置为提供与形成在所述半导体结 构上的导电接触结构的电连接。因此，可以按照替代借助于电极来接触半导体材料的方式 来提供与半导体结构的电连接，所述电连接用于施加偏置电压。该设备还可以包括电晕线和用于在所述电晕线与所述半导体结构支架之间施加 电压的装置。因此，可以在电晕线附近造成电晕放电，这可以被用来使形成于半导体结构之 上的介电材料层的表面带电。可以使用表面带电的介电材料层来高效地钝化半导体结构的表面。所述设备还可以包括用于相对于所述半导体结构支架来移动所述电晕线的装置。 因此，介电材料层的基本上整个表面都可以高效地均勻带电。在其他实施方式中，该设备可以包括被设置为向所述半导体结构供应钝化溶液的 钝化溶液供应源。因此，可以通过对半导体结构的表面进行化学改变来钝化半导体结构的表面。所述用于将紫外辐射引导至所述测量位置的装置可以包括脉冲紫外激光器。因 此，可以通过用紫外辐射来照射半导体结构而高效地在半导体结构中创建过量少数载流 子。根据本发明的一种测量载流子寿命的方法包括以下步骤提供半导体结构，所述 半导体结构包括基板、形成在所述基板之上的绝缘材料层，以及形成在所述绝缘材料层之 上的半导体材料层。进行测量过程(measurement run) 0该测量过程包括以下步骤用微 波辐射来照射所述半导体结构，并且将紫外辐射引导至所述半导体结构的位于测量位置处 的一部分。在所述基板与至少一个接触点之间施加偏置电压，所述至少一个接触点与所述 测量位置具有预定空间关系。测量响应于所述紫外辐射从所述半导体结构反射的微波辐射 的强度的改变。所述测量载流子寿命的方法还包括以下步骤相对于所述测量位置来移动 所述半导体结构，并且重复所述测量过程至少一次，其中维持所述测量位置与所述至少一 个接触点之间的所述预定空间关系。所述半导体材料层和所述绝缘材料层形成了绝缘体上半导体结构，从而可以研究 绝缘体上半导体结构中的载流子复合。因为在至少两次测量过程中测量位置与接触点之间 的预定空间关系得以维持，所以可以在每次测量过程期间在半导体结构中测量位置附近获 得预定的电场分布。因此，只要进行测量，就可以在测量位置处获得适当限定的偏置电压。因此，当在测量过程之间相对于测量位置移动半导体结构时，可以在良好限定的测量条件 下进行半导体结构的不同位置的测量，并且可以在测量位置附近选择性地施加偏置电压， 这可以帮助减小使载流子在半导体结构中的界面处的复合降低所需要的偏置电压。因此， 可以有利地减小偏置电压所造成的漏电流。可以根据测量面积以及绝缘材料层的厚度来选 择偏置电压。提供所述半导体结构的步骤可以包括使所述半导体材料层的表面钝化。半导体材 料层表面的钝化可以帮助减小载流子在半导体结构表面处复合的概率。在一种实施方式中，对所述半导体材料层的表面的钝化可以包括向所述半导体材 料层的表面供应钝化溶液。所述钝化溶液可以包括以下至少一种稀氢氟酸和卤素在溶剂 中的溶液。涂抹钝化溶液可以改变半导体结构表面的化学结构，从而可以降低表面处载流 子复合的概率。在另一种实施方式中，对所述半导体材料层的表面的钝化可以包括在所述半导体 材料层之上形成介电材料层。介电材料在半导体材料层表面上的存在可以导致在半导体材 料层表面处载流子复合的概率降低。对所述半导体材料层的表面的钝化还可以包括向所述介电材料层的表面施加电 晕放电，以使所述介电材料层的所述表面带电。因为所述介电材料层是电绝缘的，所以所述 表面可以在足以进行一次或更多次测量过程的时间段中维持带电。带电的表面可以在半导 体材料层中创建电场，从而在半导体材料层的表面附近获得多数载流子累积和/或反型。 这可以帮助降低半导体材料层表面附近的载流子复合概率。所述电晕放电的施加可以在每次测量过程之前进行。因此，可以在半导体结构中 可复制的电场条件下进行多次测量过程。在一些实施方式中，可以进行退火，以固化所述半导体材料层与所述介电材料层 之间的界面。这可以帮助降低界面处复合中心的数量。提供所述半导体结构还可以包括在所述半导体材料层之上形成多个导电接触结 构。在每次测量过程中，可以在所述基板与所述多个接触结构中的一个之间施加所述偏置 电压，并且可以将所述紫外辐射引导至所述半导体结构的与所述多个接触结构中的所述一 个具有所述预定空间关系的一部分。因此，可以提供与所述测量位置具有预定空间关系的 至少一个接触点。在另一种实施方式中，在所述基板与所述至少一个接触点之间施加所述偏置电压 可以包括借由至少一个电极刺穿所述半导体结构。因此，即使存在可能故意地形成来钝化 半导体结构的表面或者可能在半导体结构暴露至空气和/或湿气时无意形成的薄介电层， 所述至少一个接触点也可以电连接到所述半导体结构。根据本发明的测量载流子寿命的方法还可以包括以下步骤形成在所述半导体结 构的多个部分之间提供电绝缘的绝缘结构。在每次测量过程中，可以将所述紫外辐射引导 至所述半导体结构的所述多个部分中的一个，并且可以将所述至少一个接触点设置在所述 多个部分中的所述一个中。因此，可以选择性地在半导体结构的所述多个部分中的所述一 个与所述基板之间施加所述偏置电压。这可以帮助提供半导体结构中良好限定的电场分 布，并且还帮助避免漏电流(尤其是在绝缘材料层中)的不利影响。所述至少一个绝缘结构可以包括沟槽(trench)、氧化区和氮化区中的至少一种。所述绝缘结构的形成可以包括以下至少一种形成浅沟槽隔离、形成台面(mesa)和进行对 所述半导体材料层的局部氧化。


现在将参照所包括的附图对本发明的实施方式进行描述，其中图1示出了根据本发明实施方式的用于测量载流子寿命的设备的示意性立体图；图2示出了根据本发明实施方式的测量载流子寿命的方法的一个阶段中半导体 结构的示意性截面图；图3a到3c示出了根据本发明实施方式的测量位置和接触点的空间排布的示意 图；图4a到4c示出了根据本发明实施方式的测量载流子寿命的方法的各阶段中半导 体结构的示意性截面图；而图5a和5b示出了在根据本发明实施方式的测量载流子寿命的方法期间在半导体 结构上形成的接触结构的示意性俯视图。
具体实施例方式图1示出了根据本发明实施方式的用于测量载流子寿命的设备100的示意性立体 图。设备100包括测量探针108。测量探针108可以包括被设置为将电磁辐射118引导至 测量位置119的光源109。在一些实施方式中，光源109可以被设置为发出电磁光谱的紫外 范围内的光，和/或可以被配置为发出具有相对短的持续时间的光脉冲。在一种实施方式 中，光源109可以包括脉冲紫外激光器，例如本领域技术人员公知的一类氮气激光器，其被 设置为发出波长约337nm的光。激光器发出的脉冲的持续时间值可以为约Ins。测量探针108进一步包括电极10，所述电极10被设置为提供到半导体结构117上 的接触点的电连接。电极Iio和光源109可以固定到测量探针108上。因此，可以提供电 极110和光源109以及测量位置119之间的预定空间排布。本发明并不限于设置单个电极110的实施方式。在其他实施方式中，半导体结构 100可以包括多个电极，其中每个电极都被配置为提供到半导体结构117上多个接触点中 的一个的电连接。下面将更详细地解释电极110相对于测量位置119的排布。在一些实施方式中，光源109的各个部分可以被设置在不同于测量探针108的位 置。例如，在一种实施方式中，光源109可以包括被设置用于生成电磁辐射的激光器。该激 光器可以被设置在不同于测量探针108的位置。光源109可以进一步包括连接到测量探针 108用于将激光器发出的电磁辐射引导至测量位置119的光学部件，以及用于将激光器发 出的辐射导引至连接到测量探针108的光学部件的装置。用于导引激光器发出的辐射的装 置可以例如包括一根或更多根光纤和/或反射镜、棱镜和/或透镜的排布。设备100还包括微波源102。微波源102可以包括本领域技术人员公知的一类微 波发送器，例如包括耿氏二极管的电路。在一种实施方式中，微波源102可以被设置为提供 具有相对较高频率的微波信号，例如约30GHz的频率。此外，设备100包括微波检测器104， 其可以为本领域技术人员公知的一类微波接收器。 微波源102和微波检测器104可以连接到循环器(circulator) 103。循环器103可以连接到天线105。循环器是本领域技术人员公知的具有第一端口 120、第二端口 121和 第三端口 122的一种设备。第一端口 120连接到微波源102，第二端口 121连接到天线105， 而第三端口 122连接到微波检测器104。微波源102生成的被馈送到第一端口 120的微波 信号被转移到第二端口 121。来自天线105的被馈送到第二端口 121的微波信号被转移到 连接至微波检测器104的第三端口。因此，天线105可以兼用于检测朝向测量位置119的 微波辐射，和接收在测量位置119处反射的微波辐射。本发明并不限于图1中所示的包括单个天线105和循环器103的实施方式。在其他实施方式中，设备100可以包括连接到微波源102用于朝向测量位置119引导微波辐射 的第一天线，以及连接到微波检测器104用于接收在测量位置119处反射的微波辐射的第
二天线。微波检测器104可以被配置为测量在测量位置119处反射的微波辐射的强度。具体来说，微波检测器104可以被设置为测量在借由光源109以电磁辐射118照射测量位置 119之后获得的反射微波辐射的强度改变，下面将对此进行更详细的解释。设备100还包括被设置为容纳半导体结构117的半导体结构支架111。如下面更详细解释的，半导体结构117可以包括基板，所述基板例如可以以半导体晶片(例如硅晶 片)的形式来提供。在一种实施方式中，半导体结构支架111可以包括本领域技术人员公 知的一类晶片承载基座(wafer chuck)。该晶片承载基座可以包括导电材料。因此，可以经 由半导体结构支架111来实现到半导体结构117的一部分的电连接。在半导体结构117包 括包含半导体晶片的基板的实施方式中，半导体结构支架111可以被配置为提供到基板的 电连接。在一些实施方式中，半导体基板支架111还可以包括被设置为将半导体结构117 维持在预定温度下的恒温器(未示出)。因此，可以减少对借由设备100进行测量的结果的 温度波动的影响。设备100还可以包括用于相对于测量探针108来移动基板支架111的装置。在一 种实施方式中，用于相对于测量探针108来移动基板支架111的装置可以包括本领域技术 人员公知的一类平移台(translation stage) 112，其中半导体结构支架111固定在平移台 112上。平移台112可以被设置为如图1中通过坐标系123所指示的那样在χ方向和/或y 方向移动半导体基板支架。本发明并不限于基板支架111具移动性的实施方式。在其他实 施方式中，半导体结构支架111可以被设置在固定位置，并且例如可以通过将测量探针108 连接到类似平移台112的平移台来移动测量探针108。在一些实施方式中，测量探针108可以包括用于在与测量位置119处电磁辐射118 的入射方向基本上平行的方向上移动电极110的装置，在一些实施方式中，所述方向可以 为坐标系123中指示的Z方向。用于移动电极的装置可以包括本领域技术人员已知类型的 致动器。因此，可以分别通过将电极110降低到半导体结构117上或向上移动电极110而 使电极110与半导体结构117接触，或者从半导体结构117上移开。在其他实施方式中，设 备100可以包括用于在ζ方向上移动半导体结构支架111的装置，例如本领域技术人员已 知类型的致动器。通过相对于测量探针108移动半导体结构支架111，可以将半导体结构117的一部 分定位在测量位置119，以测量半导体结构117的该部分中的载流子寿命。之后，可以再次使半导体结构支架111和测量探针108相对彼此移动，以将半导体结构117的另一部分定 位在测量位置119，从而测量半导体结构117的该另一部分中的载流子寿命。因此，可以获得对载流子寿命的空间分解(spatially resolved)测量。设备100还可以包括电源106。电源106可以连接到电极110和半导体结构支架 111，并且可以被设置为在半导体结构支架111 (因此在一些实施方式中，在半导体结构117 的基板)与电极110之间施加偏置电压。因此，如下面将更详细解释的，可以在半导体结构 117中所提供的材料层间的界面处生成多数载流子的累积和/或反型。设备100还可以包括用于使半导体结构117的表面钝化的装置。在一些实施方式 中，用于使半导体结构117的表面钝化的装置可以包括电晕线113，以及被设置为在电晕线 113和基板支架111和/或半导体结构117的一部分之间施加电压的电源114。电源114 所施加的电压可以被设置为在电晕线113附近创建电晕放电。在这样的实施方式中，设备 100可以包括用于相对于半导体结构117和/或基板支架111来移动电晕线113的装置。 例如，平移台112可以被配置为使半导体结构支架111在电晕线113下方移动，其中半导体 结构支架111与电晕线113之间的距离可以被设置为，使得电晕放电可以被施加到设置在 半导体结构支架111上的半导体结构117。因此，可以在半导体结构117的表面上创建静电 荷。如下面更详细解释的，半导体结构117表面上的静电荷可以帮助降低该表面上载流子 复合的概率。因此，可以获得对半导体结构117表面的钝化。在其他实施方式中，用于使半导体结构117的表面钝化的装置可以包括钝化溶液 供给源115，其连接到用于向半导体结构117的表面涂抹钝化溶液的导管116。钝化溶液可 以包括被设置为与半导体结构117表面上的材料发生化学反应的化学化合物。因此，半导 体结构117表面的化学结构可以被改变，使得半导体结构117表面上的载流子复合概率降 低。在一种实施方式中，钝化溶液供给源117可以被设置为向半导体结构117供应稀氟酸。 在另一种实施方式中，液体供应源可以被配置为向半导体结构117供应卤素溶液，例如无 水乙醇(> 99. 9% )与碘浓度在约0. 02摩尔/升到约0. 2摩尔/升的纯碘(> 99. 8% ) 的混合物。在如图1中所示那样半导体结构117被设置在半导体结构支架111上的情况下， 钝化溶液供应源115不需要被设置为将钝化溶液供应到半导体结构117。在其他实施方 式中，当半导体结构117被设置在另一位置的情况下，钝化溶液可以被供应到半导体结构 117。因此，化学反应性钝化溶液对设备100的部件的损伤可以被有利地避免。在一些实施方式中，除钝化溶液供应源115和导管116之外，可以提供电晕线113 和电源114。因此，可以结合或者替换借由设备100来实施不同的钝化技术。设备100还可以包括控制单元101，在一些实施方式中，所述控制单元101可以包 括本领域技术人员公知类型的计算机101。控制单元101可以连接到微波源102、微波检测 器104、电源114和116、光源109、钝化溶液供应源115、测量探针108和平移台112。因此， 设备100可以按基本上自动的方式运行，并可以处理借由设备100所获得的测量数据。下面将参照图1和2来描述根据本发明的测量载流子寿命的方法。可以提供半导体结构117。半导体结构117可以包括基板204。在本发明的一种 实施方式中，基板204可以包括半导体材料晶片，例如硅晶片。可以在基板204上形成绝缘 材料层205 (例如二氧化硅层)和半导体材料层206 (例如硅层)。在一种实施方式中，层206可以包括硅。在其他实施方式中，层206可以包括硅锗和/或碳化硅。如本领域技术人员已知的，硅锗和/或碳化硅层可以被用来提供半导体结构117中的固有弹性应力，这可以 帮助增加电子和/或空穴在层206中的迁移率。如本领域技术人员已知的，基板204、绝缘 材料层205和半导体材料层206形成了绝缘体上半导体结构。绝缘材料层205和半导体材料层206可以借助于本领域技术人员公知的半导体制 造技术来形成，例如使用Smart Cut 技术。在一种实施方式中，可以通过对基板204进行 氧化，例如借助于本领域技术人员公知的热氧化，来形成绝缘材料层205。之后，可以使用诸 如分子键合的已知键合技术将包括层206的材料的辅助晶片键合到基板204上，并且可以 将辅助晶片劈开。辅助晶片留在基板204上的一部分形成了半导体材料层206。可以对半导体材料层206的表面进行钝化。在一些实施方式中，可以通过将半导 体结构117暴露给被设置为与层206的材料发生化学反应的钝化溶液来对层206的表面进 行钝化。因此，层206表面的化学结构可以被改变，使得层206表面上的载流子复合概率降 低。钝化溶液可以包括稀氢氟酸和/或卤素溶液(例如，碘在例如乙醇的溶剂中)。在一种 实施方式中，可以借助于上面参照图1描述的钝化溶液供应源115和导管116将钝化溶液 供应到半导体结构117。在其他实施方式中，对半导体材料层206表面的钝化可以包括在半导体材料层 206之上形成介电材料层207。在一种实施方式中，层207可以包括二氧化硅、氮化硅和/ 或氮氧化硅。在层206包括硅的实施方式中，可以借助于本领域技术人员公知的热氧化和 /或氮化技术来形成层207。在其他实施方式中，可以借助于公知的沉积技术(诸如化学气 相沉积和/或等离子体增强化学气相沉积)来形成层207。可选地，可以进行退火来提高层206和207之间界面的质量，并且还导致界面处表 面复合的减少。形成介电材料层207之后，可以将半导体结构117置于基板支架111上，并且可以 使层207的表面带电。为此目的，可以将层207的表面暴露给电晕放电。在一些实施方式 中，可以通过施加足以诱发电晕线与基板支架111之间的电晕放电的电压并且相对于电晕 线113移动半导体结构117(例如通过操作平移台112)来将电晕放电施加到层207的表面。 当电晕放电被施加到介电材料层207的表面时，会在层207的表面上创建静电荷，如图2中 标号208指示的。可以通过改变电晕线113的极性来控制静电荷的极性。如果电晕线113 是阴极，则电荷208可以为负的，如图2中所示。如果电晕线113是阳极，则电荷208可以 为正的。由于电容效应，静电荷208在介电材料层207表面上的存在可以诱发在介电材料 层207和半导体材料层206之间的界面上形成相反静电荷209。静电荷209的存在可以诱发在层206、207之间界面处的多数载流子累积或反型。 因此，可以降低层206、207之间界面处载流子复合的概率。这可以帮助增加半导体结构117 表面处的载流子表面复合寿命。在钝化了半导体材料层206的表面之后，可以进行测量过 程。在测量过程中，可以在基板支架111与半导体材料层206中接触点210之间施加 偏置电压。在一些实施方式中，可以通过借由电极110接触半导体材料层206来提供接触 点210。为此目的，电极110可以包括尖端211。因此，电极110，或者至少电极110的一部 分，可以具有针的构形。电极110可以包括相对硬并且导电的材料，例如钢、钨和/或碳化钨。为了提供接触点210，可以通过将电极110下降至半导体结构117和/或通过将半导体结构117朝向电极110上移来使电极110和半导体结构117朝彼此移动。由此，电极110 的尖端211可以穿透介电材料层207，并且可以接触半导体材料层206。因此，电极110可以在接触点210提供到半导体材料层206的电连接。在提供了接触点210之后，可以通过操作电源106而在基板支架111与电极110 之间施加偏置电压。绝缘材料层205可以基本上防止电流在半导体材料层206和基板204 之间流动。因此，可以在半导体材料层206与绝缘材料层205之间的界面处形成电荷212。 电荷212是由于多数载流子在半导体材料层206与绝缘材料层205之间的界面处的累积和 /或反型而造成的。可以通过改变施加到半导体结构支架111与电极110之间的电压来控 制电荷212的极性。在一些实施方式中，电荷212的极性可以与电荷209的极性相同。可以在测量过程期间对微波源102进行操作从而以微波辐射来照射半导体结构 117，并且可以借助于微波检测器104来测量从半导体结构117反射的微波辐射的强度。在 图2中，标号201代表入射到半导体结构117上的微波辐射，而标号202代表从半导体结构 117反射的微波辐射。在一种实施方式中，微波辐射可以具有约30GHz的相对较高的频率。 半导体结构117对微波辐射的反射率可能会受到半导体结构117中载流子浓度的影响，尤 其是受到半导体材料层206中少数载流子浓度的影响。因此，反射微波辐射的强度可以提 供对层206中少数载流子浓度的量度。此外，可以在测量过程期间将电磁辐射118引导至测量位置119。电磁辐射会撞击 半导体结构117的设置在测量位置119处的一部分上。电磁辐射118可以通过操作上面描 述的设备100的光源109来生成。在光源109包括脉冲紫外激光器的实施方式中，可以通 过操作脉冲紫外激光器来提供一个或更多个激光脉冲而将电磁辐射118引导至测量位置 119。以电磁辐射118对半导体结构117进行照射会在测量位置119附近生成电子-空 穴对203。电子-空穴对203的存在可以增加测量位置119附近少数载流子的密度。在本 发明的其中电磁辐射118包括紫外辐射的实施方式中，电磁辐射118在半导体材料层206 中的穿透深度可以比层206的厚度小。因此，可以选择性地在半导体材料层206中创建少 数载流子，而少数载流子在基板204中的密度可以基本上不受电磁辐射118对半导体结构 117的照射的影响。少数载流子在半导体材料层206中的密度改变会导致半导体结构117对微波辐射 201的反射率的改变。因此，当以电磁辐射118照射半导体结构117时，可以观察到反射微 波辐射202强度的改变，例如反射微波辐射202的强度增大。在以电磁辐射118照射了半导体结构117之后，电子-空穴对203会复合。因此， 反射微波辐射202的强度会降低到在对半导体结构117进行照射之前得到的值。反射微波 辐射的强度降低的持续时间可能与半导体材料层206中电子-空穴对的寿命有关。因为层 206的表面经过了钝化工艺，并且在电极110与基板204之间施加了偏置电压，所以可以基 本上避免在层206的表面以及层206、205之间界面处电子-空穴对的复合。因此，电子-空 穴对203的寿命可以近似等于体复合寿命。类似于根据上述现有技术的测量载流子寿命的 方法，可以通过使指数函数拟合到所测量的反射微波辐射202的强度来确定在电子空穴对 203的创建中所形成的少数载流子的寿命，以确定主模式寿命。
在完成测量过程之后，可以例如借助于平移台112相对于测量探针108和测量位置119来移动半导体结构117。之后，可以进行另一次测量过程。因为电极110附接到测量 探针108，所以测量位置119与半导体结构117中的电极110所提供的接触点之间的空间 关系可以在另一测量过程中得以维持。因此，可以进行对半导体结构117中载流子寿命的 空间分解测量。将参照图3a更详细地解释测量位置119与电极110之间的空间关系。在 图3a中，标号302代表撞击在测量位置119的一束电磁辐射118的直径。电极110可以被 设置得邻接测量位置119，离测量位置119 一预定距离301。距离301可以比该束电磁辐射 302的直径302的一半大些，从而电极110基本上不被电磁辐射照射到。因此，可以基本上 避免电磁辐射118对电极110的照射，这种照射可能导致不合乎期望的光电子产生和/或 电磁辐射118的减弱(shadowing)。上面已经提及，本发明并不限于使用单个电极110来施加偏置电压的实施方式。 下面将参照图3b来解释本发明的提供多个电极的实施方式。在图3b中，标号312-316代表第一多个电极，而标号317-321代表第二多个电极。 第一多个电极312-316和第二多个电极317-321可以附接到上面参照图1描述的设备100 的测量探针108，并且第一多个电极312-316和第二多个电极317-321中的每一个都可以连 接到电源106的一个极。电源106的第二极可以连接到基板支架111，如图1所示。因此， 可以在每个电极312-321与半导体结构117的基板204之间施加偏置电压。第一多个电极312-316可以沿第一线310排布。第二多个电极317-321可以沿第 二线311排布，其中第一线310和第二线311基本上彼此平行。测量位置119可以设置在 第一线310和第二线311之间。第一线310离测量位置119中心的距离322可以基本上等 于第二线311离测量位置119中心的距离323。距离322和距离323可以比一束电磁辐射 118的直径302的一半大些，从而可以基本上避免对电极312-321的照射。有利的是，提供 多个电极312-321可以在测量位置119附近提供更均勻的电场。下面将参照图3c来描述本发明的提供了多个电极的其他实施方式。图3c示出了多个电极331-338，它们排布在圆330上。圆330的中心可以设置在 测量位置119的中心。因此，多个电极331-338呈圆形围绕测量位置119。圆330的直径 339可以比电磁照射束118的直径302大些。因此，可以基本上避免对电极331-338的照 射。有利的是，电极331-338的圆形排布可以在测量位置119附近提供基本上对称的电场。在进一步的实施方式中，可以设置两个电极，其中测量位置119被设置在这两个 电极之间。在上面参照图3a到图3c描述的实施方式中，每个电极110、312_321、331_338都 可以包括被设置为刺穿半导体结构117的针。因此，每个电极110、312-321、331-338都可 以提供到半导体材料层206的电连接。因此，可以向多个接触点施加偏置电压，所述多个接 触点的排布与电极110、312-321、331-338的排布相对应。因此，可以方便地提供与测量位 置119具有预定关系的多个接触点。然而，本发明并不限于接触点是借助于一个或更多个与半导体材料层206接触的 电极110、312-321、331-338而设置在半导体结构117上的实施方式。在其他实施方式中，如下面将参照图4a到4c解释的，可以通过在半导体材料层 206之上形成多个导电接触结构来提供接触点。
图4a示出了根据本发明实施方式的测量载流子寿命的方法的第一阶段中半导体结构117的示意性截面图。类似于上面参照图2描述的实施方式，该半导体结构117包括基板204、绝缘材料层205和半导体材料层206。基板204和层204、205、206的特征以及层205、206的形成可 以与上面参照图2描述的那些相对应。如上面描述的，可以在半导体材料层206上形成用 于对层206的表面进行钝化的介电材料层207。在其他实施方式中，可以省略介电材料层 207，并且可以借助于钝化溶液来对层206的表面进行钝化。可以在半导体材料层206和介 电材料层207中形成沟槽404、405(图4b)来进行隔离。为此，在半导体结构117之上形成 掩模401。在一些实施方式中，掩模401可以包括光致抗蚀剂，并且可以借助于本领域技术 人员公知的光刻技术来形成。在其他实施方式中，掩模401可以包括硬掩模。形成硬掩模 的技术是半导体处理领域中的技术人员所公知的。掩模401包括开口 402、403，这些开口 设置在要形成沟槽404、405的位置。开口 402、403之间的部分420、421、423被掩模401覆
至
ΓΤΠ ο图4b示出了根据本发明实施方式的测量载流子寿命的方法的第二阶段中半导体 结构117的示意性截面图。在形成掩模401之后，可以进行蚀刻工艺。在蚀刻工艺中，可以首先将半导体结构 117暴露给被设置为选择性地去除层207介电材料，而使掩模401和半导体材料层206的材 料基本上保持不动的蚀刻剂。因此，可以在掩模401的开口 402、403之下、层207中形成开 口。之后，可以将半导体结构117暴露给被设置为选择性地去除层206半导体材料，而使掩 模401和层207、205的材料基本上保持不动的蚀刻剂。半导体结构117在开口 402、403之 间的部分420、421、422受到掩模401保护而不受蚀刻剂影响。因此，可以形成穿过层206、 207延伸的沟槽404、405。在形成沟槽404、405之后，可以借助于本领域技术人员公知的抗 蚀剂剥除工艺来去除掩模401。半导体材料层206在半导体结构401的部分420、421、422中的部分可以通过这些 沟槽彼此分离，从而沟槽402、403提供了层206各个部分之间的电绝缘。因此，沟槽402、 403形成了绝缘结构。在一些实施方式中，沟槽404、405可以被填充以电绝缘材料，例如二 氧化硅和/或氮化硅。这可以通过本领域技术人员公知的氧化、氮化和/或沉积技术来完 成。另选的是，在去除可选层207之后，可以不对层206进行蚀刻而是对其氧化、氮化 或者以其他方式将其转变为绝缘材料。在一些实施方式中，沟槽402、403和另外的沟槽(未示出)可以形成在半导体材 料层206和介电材料层207中，其中沟槽以栅格图案排布。在这些实施方式的一些中，第一 沟槽子集可以排布在与第二沟槽子集的方向基本上垂直的方向上。因此，可以形成半导体 材料层206的各部分的方形或矩形格，它们彼此电绝缘。在形成沟槽404、405之后，可以在半导体结构117之上形成多个导电接触结构 411、412、413(图4c)。为此，可以在半导体结构117之上形成掩模406。掩模406可以包括 光致抗蚀剂，并且可以借助于本领域技术人员公知的光刻技术来形成。掩模406可以包括开口 407、408、409，它们被设置在待形成接触结构411、412、413 的位置处。开口 407、408、409的形状可以与接触结构411、412、413的期望形状相对应。在开口 407、408、409的底部，可以暴露或去除介电材料层207。在形成掩模406之后，可以在半导体结构117之上形成导电材料层410。导电材料层410可以覆盖掩模410以及介电材料层207在开口 407、408、409底部暴露的部分。图4c示出了根据本发明实施方式的测量载流子寿命的方法的后一阶段中半导体结构117的示意性截面图。在形成导电材料层410之后，可以进行抗蚀剂剥除工艺。在抗蚀剂剥除工艺中，将半导体结构117暴露给被设置为选择性地去除掩模406的材料的抗蚀剂剥除溶液，而使半导体结构117的其他材料基本上原样留下。因此，可以去除掩模406。导电材料层410在掩模406上的部分可以连同掩模一起被去除，而导电材料层410形成在介电材料层207上的部分会保留在半导体结构117上，形成了多个接触结构411、412、413。在一些实施方式中，导电材料层410可以包括金属。在这些实施方式的一些中，层410可以包括第一子层和第二子层，第一子层包括Al、Er、Gd、Nd、Ti和Y中的至少一种，第二子层包括Ag、Al、Au、Cr、Cu、Mg、Ni和Pt中的至少一种，其中第一子层形成在介电材料层207上，而第二子层形成在第一子层上。第一子层和第二子层可以借助于本领域技术人员公知的沉积工艺来形成。在抗蚀剂剥除工艺之后，可以进行退火工艺。在退火工艺中，暴露于开口 407、408、409底部的介电材料可以通过与第一子层的材料的化学反应而被消耗，从而层410电连接到半导体材料层206。在其他实施方式中，可以在形成掩模406之后并且在形成导电材料层410之前进行蚀刻工艺。在蚀刻工艺中，可以将半导体结构117暴露给被设置为选择性地去除层207的介电材料的蚀刻剂，而使掩模406和半导体材料层206的材料基本上原样保留。因此，介电材料层207在开口 407、408、409底部的部分可以被选择性地去除。因此，层410可以接触层206，从而提供到层206的电连接。在本发明的实施方式中，可以在半导体结构117的每个部分420、421、422中形成一个接触结构。例如，可以在部分420中设置接触结构411，可以在部分421中设置接触结构412，而可以在部分422中设置接触结构413。接触结构411、 412,413可以具有基本上相同的形状。在一种实施方式中，每个接触结构411、412、413都可以具有基本上环形的配置，如图5a的俯视图中针对接触结构412示意性示出的那样。在另一实施方式中，每个接触结构411、412、413都可以具有基本上长方形或正方形的形状，如图5b中针对接触结构412示意性示出的那样。在形成接触结构411、412、413后，可以进行测量过程。为此，可以将半导体结构117置于上面参照图1描述的设备100的半导体结构支架111上，从而半导体结构支架111提供了到基板204的电连接。这之后，可以通过借助于电晕线113使介电材料层207的表面带电来钝化半导体结构117的表面，如上面参照图1和2描述的，并且可以在接触结构411、412,413中的一个(例如接触结构412)与半导体结构支架111之间施加偏置电压。在一些实施方式中，可以通过借助于电极110’触及接触结构412来施加偏置电压，所述电极110’被设置为提供到接触结构412的电连接。在一种实施方式中，电极110’可以包括连接到电源106的导电笔。电极110’可以取代上面描述的电极110被附接到测量探针108，或者可以与电极110—起来提供。为了通过电极110’触及接触结构412，可以在χ方向和y方向上相对于测量探针108来移动半导体结构支架111，直至电极110’位于接触结构412之上。之后，可以向上移动半导体结构支架111，或者可以降低测量探针108， 直至电极提供了到接触结构412的电连接为止。在这样的情况下，使用圆形、矩形或方形的电极，在接触结构所限定的整个区域上 对偏置电压进行控制。因此，有可能在该区域中的任何地方进行测量而无需使测量探针邻 近于电极或在电极附近。之后，可以用微波辐射201来照射半导体结构117，并且可以将电磁辐射118朝向测量位置119引导。因为电极110’和光源109两者均附接到测量探针108，所以如果电极 110’触及接触结构412，则测量位置和接触结构412可以具有相对于彼此的预定空间关系。 在接触结构412具有如图5a中所示基本环形的配置或者如图5b中所示基本方形的配置的 实施方式中，测量位置119与接触结构412之间的空间关系可以是这样的，S卩，使得半导体 材料层206分别暴露于接触结构412的中心开口 430或431的一部分被电磁辐射118照射。由于以电磁辐射118进行了照射，所以可以在半导体材料层206中创建电子-空 穴对203。随后可以通过在将电磁辐射118朝向半导体结构117引导之后测量从半导体结 构117反射的微波辐射202的强度，来确定电子和/或空穴的寿命，如上面参照图1和2描 述的那样。之后，可以进行下一次测量过程。在下一次测量过程中，相对于测量探针108来 移动半导体结构117，直至测量位置与接触结构411、412、413中的另一个(例如接触结构 413)被设置为彼此成预定的空间关系为止，并且通过以电极110’触及接触结构413来建立 电极110’与接触结构413的电接触。因此，可以获得对半导体结构117中载流子寿命的空 间分解的测量。沟槽404、405提供了半导体结构117的区域420、421、422之间的电绝缘， 从而在区域420、421、422之一中进行的测量可以基本上不受区域420、421、422中其他区域 的状态的影响。在本发明的进一步实施方式中，可以形成沟槽404、405来提供部分420、421、422 之间的电绝缘，而可以略去接触结构411、412、41的形成。在这样的实施方式中，可以借助 于一个或更多个包括针的电极——类似于上面参照图l、2、3a、3b和3c描述的电极110、 312-321、331、338——来施加偏置电压。
权利要求
一种测量载流子的寿命的设备(100)，该设备包括测量探针(108)，其包括用于将紫外辐射引导至测量位置(119)的装置(109)，所述测量探针还包括至少一个电极(110，312-321，331-338)，所述至少一个电极被设置为与所述测量位置(109)成预定空间关系；微波源(102)，其被设置为将微波辐射(201)引导至所述测量位置(119)；微波检测器(104)，其被设置为测量响应于所述紫外辐射在所述测量位置(119)反射的微波辐射(202)的强度的改变；半导体结构支架(111)，其被设置为容纳半导体结构(117)，并且提供与所述半导体结构(117)的一部分的电接触；用于相对于所述测量探针(108)来移动所述半导体结构支架(111)以将所述半导体结构(117)的至少一部分定位在所述测量位置(119)的装置(112)；以及电源(106)，其被设置为在所述半导体结构支架(111)与所述电极(110，312-321，331-338)之间施加偏置电压。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述至少一个电极(110)包括被设置为邻 近所述测量位置(119)的一个电极(110)。
3.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述至少一个电极(314,319,331,335)包 括第一电极(314，331)和第二电极(319，335)，并且其中，所述测量位置(119)位于所述第 一电极(314，331)与所述第二电极(319，335)之间。
4.根据权利要求3所述的设备(100)，其中，所述至少一个电极(312-321)包括沿 第一线(310)排布的多个第一电极(312-316)和沿第二线(311)排布的多个第二电极 (317-321)，其中，所述第二线(311)平行于所述第一线(310)，并且其中，所述测量位置 (119)位于所述第一线(310)与所述第二线(311)之间。
5.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述至少一个电极(331-338)包括呈圈状 围绕所述测量位置(119)的多个电极(331-338)。
6.根据前述任一项权利要求所述的设备(100)，其中，所述至少一个电极包括被设置 为刺穿所述半导体结构的针。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个电极被设置为提 供到形成于所述半导体结构上的导电接触结构的电连接。
8.根据前述任一项权利要求所述的设备(100)，该设备还包括电晕线(113)和用于在 所述电晕线(113)与所述半导体结构支架(111)之间施加电压的装置(114)。
9.根据权利要求8所述的设备(100)，该设备还包括用于相对于所述半导体结构支架 (111)来移动所述电晕线(113)的装置(112)。
10.根据前述任一项权利要求所述的设备(100)，该设备还包括被设置为向所述半导 体结构(117)供应钝化溶液的钝化溶液供应源(115)。
11.根据前述任一项权利要求所述的设备(100)，其中，所述用于将紫外辐射引导至所 述测量位置的装置(109)包括脉冲紫外激光器。
12.一种测量载流子的寿命的方法，该方法包括以下步骤提供半导体结构(117)，所述半导体结构(117)包括基板(204)、形成在所述基板(204) 之上的绝缘材料层(205)，以及形成在所述绝缘材料层(205)之上的半导体材料层(206)；执行测量过程，所述测量过程包括用微波辐射(201)来照射所述半导体结构(117)；将紫外辐射(118)引导至所述半导体结构(117)位于测量位置(119)处的一部分； 在所述基板(204)与至少一个接触点(210)之间施加偏置电压，所述至少一个接触点 (210)与所述测量位置(119)具有预定空间关系；以及测量响应于所述紫外辐射(118)从所述半导体结构(117)反射的微波辐射(202)的强 度的改变；所述测量载流子的寿命的方法还包括以下步骤 相对于所述测量位置(119)移动所述半导体结构(117)；以及 重复所述测量过程至少一次，在此期间维持所述测量位置(119)与所述至少一个接触 点(210)之间的所述预定空间关系。
13.根据权利要求12所述的测量载流子的寿命的方法，其中，提供所述半导体结构 (117)的步骤包括对所述半导体材料层(206)的表面进行钝化。
14.根据权利要求13所述的测量载流子的寿命的方法，其中，对所述半导体材料层 (206)的所述表面进行钝化的步骤包括向所述半导体材料层(206)的所述表面供应钝化 溶液。
15.根据权利要求14所述的测量载流子的寿命的方法，其中，所述钝化溶液包括以下 至少一种稀氢氟酸和卤素在溶剂中的溶液。
16.根据权利要求13所述的测量载流子的寿命的方法，其中，对所述半导体材料层(206)的所述表面进行钝化的步骤包括在所述半导体材料层(206)之上形成介电材料层(207)。
17.根据权利要求16所述的测量载流子的寿命的方法，其中，对所述介电材料层(207) 的表面施加电晕放电，以使所述介电材料层的所述表面带电。
18.根据权利要求17所述的测量载流子的寿命的方法，其中，在每次测量过程之前进 行对所述介电材料层的表面施加电晕放电的步骤。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的测量载流子的寿命的方法，该方法还包括以 下步骤进行退火，以固化所述半导体材料层(206)与所述介电材料层(207)之间的界面。
20.根据权利要求12-19中任一项所述的测量载流子的寿命的方法，其中，提供所述 半导体结构(117)的步骤还包括在所述半导体材料层(206)之上形成多个导电接触结构 (411,412,413)，其中，在每次测量过程中，在所述基板(204)与所述多个接触结构(411，412，413)中的 一个之间施加所述偏置电压，并且将所述紫外辐射(118)引导至所述半导体结构(117)的 与所述多个接触结构(411，412，413)中的所述一个具有所述预定空间关系的一部分。
21.根据权利要求20所述的测量载流子的寿命的方法，其中，所述多个接触结构 (411,412,413)中的每一个的形状都为环形、正方形和长方形中的一种，并且包括中央开口 (430,431)。
22.根据权利要求12-19中任一项所述的测量载流子的寿命的方法，其中，在所述基 板(204)与所述至少一个接触点之间施加所述偏置电压的步骤包括借由至少一个电极(110，312-321，331-338)刺穿所述半导体结构(117)。
23.根据权利要求12-22中任一项所述的测量载流子的寿命的方法，该方法还包括以 下步骤形成在所述半导体结构(117)的多个部分(420，421，422)之间提供电绝缘的绝缘 结构，其中，在每次测量过程中，将所述紫外辐射(118)引导至所述半导体结构(117)的所 述多个部分(420，421，422)中的一个，并且所述至少一个接触点被设置在所述半导体结构 (117)的所述多个部分中的所述一个中。
24.根据权利要求23所述的测量载流子的寿命的方法，其中，所述绝缘结构包括沟槽 (404,405)、氧化区和氮化区中的至少一种。
25.根据权利要求23和24中任一项所述的测量载流子的寿命的方法，其中，形成所 述绝缘结构的步骤包括以下至少一种形成浅沟槽隔离、形成台面，和对所述半导体材料层 (206)进行局部氧化。
全文摘要
一种测量载流子寿命的设备包括测量探针，所述测量探针包括用于将紫外辐射引导至测量位置的装置。所述测量探针还包括至少一个电极，所述至少一个电极被设置为与所述测量位置成预定空间关系。所述设备还包括微波源，所述微波源被设置为将微波辐射引导至所述测量位置；微波检测器，所述微波检测器被设置为测量响应于所述紫外辐射在所述测量位置反射的微波辐射的强度的改变；以及半导体结构支架，所述半导体结构支架被设置为容纳半导体结构，并且提供到所述半导体结构的一部分的电接触。另外，提供了用于相对于所述测量探针来移动所述半导体结构支架以将所述半导体结构的至少一部分定位在所述测量位置的装置。所述设备还包括电源，所述电源被设置为在所述半导体结构支架与所述电极之间施加偏置电压。
文档编号H01L21/66GK101802629SQ200880106589
公开日2010年8月11日 申请日期2008年9月8日 优先权日2007年9月11日
发明者佛雷德里克·阿利伯特, 奥列格·科农丘克 申请人:硅绝缘体技术有限公司