(57)【要約】【課題】フォトデバイスの空乏層における、光励起キャリアの消滅する過程を、できる限り非接触で検査する技術を提供する。【解決手段】検査装置１００は、太陽電池９０を検査する装置である。検査装置１００は、パルス光ＬＰ１１を照射する照射部１２、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて太陽電池９０から放射される電磁波パルスＬＴ１を検出する検出器１３２を有する検出部１３、を備えている。検出器１３１は、パルス光ＬＰ１１の光源（フェムト秒レーザ１２１）から出射されるプローブ光ＬＰ１２の照射に応じて、電磁波パルスＬＴ１の電場強度を検出する。また、検査装置１００は、検出器１３２における電磁波パルスの検出タイミングを遅延させる遅延部１３１を備えている。また、検査装置１００は、電磁波パルスＬＴ１の時間波形における、電場強度の負のピークを検出する、電磁波パルス解析部２３を備えている。【選択図】図２
2014009990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトデバイスを検査する検査装置であって、
前記フォトデバイスにパルス光を照射する照射部と、
前記パルス光の光源から出射されるプローブ光の照射に応じて、前記電磁波パルスの電場強度を検出する検出器を有する検出部と、
前記電磁波パルスが前記検出器へ到達する時間と、前記プローブ光が前記検出器へ到達する時間との時間差を変更することによって、前記検出器による前記電磁波パルスの検出タイミングを遅延させる遅延部と、
複数の前記検出タイミングで前記検出器にて検出される電磁波パルスの電場強度に基づいて、前記電磁波パルスの時間波形を復元する時間波形復元部と、
前記時間波形における、電場強度の負のピークを検出する電磁波パルス解析部と、
を備えている、検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記電磁波パルス解析部は、
前記時間波形における、電場強度の２つの負のピークを検出し、前記２つの負のピークのうち、遅れて検出される第二の負のピークの電場強度を、先に検出される第一の負のピークの電場強度に基づいて標準化する、検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の検査装置において、
前記フォトデバイスを前記照射部に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記遅延部を制御することにより、前記検出タイミングを変更する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記移動機構により前記フォトデバイスを相対的に移動させながら、前記フォトデバイスに前記パルス光を照射したときに、前記フォトデバイスの各位置から放射される電磁波パルスを、所定の測定用タイミングで測定するように、前記遅延部を制御し、
前記測定用タイミングは、
予め、前記フォトデバイスの複数の位置で、前記パルス光の照射に応じて放射された電磁波パルスの時間波形における、前記２つの負のピークが検出されるタイミングに基づいて決定される、検査装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の検査装置において、
前記フォトデバイスが、太陽電池を構成する、検査装置。
【請求項５】
フォトデバイスを検査する検査方法であって、
(a) 前記フォトデバイスにパルス光を照射する工程と、
(b) 前記パルス光の光源から出射されるプローブ光の照射に応じて、前記(a)工程にて、前記フォトデバイスから放射される電磁波パルスの電場強度を検出器にて検出する工程と、
(c) 前記(b)工程において、前記電磁波パルスが前記検出器へ到達する時間と、前記プローブ光が前記検出器へ到達する時間との時間差を変更することによって、前記検出器による前記電磁波パルスの検出タイミングを遅延させる工程と、
(d) 前記(b)工程において、複数の前記検出タイミングで検出される前記電磁波パルスの電場強度に基づいて、前記電磁波パルスの時間波形を復元する工程と、
(e) 前記(e)工程にて復元された前記時間波形における、電場強度の負のピークを検出する工程と、
を含む、検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フォトデバイスを検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトデバイスは、光起電力を利用するデバイスであり、例えば、フォトダイオード、イメージセンサ、太陽電池などが製品化されている。
【０００３】
例えば太陽電池では、単結晶シリコン、多結晶シリコンを利用するものが主流を占めており、発電効率の高効率化に向けて、研究が進められている。また、イメージセンサは、セキュリティ分野またはセンシング分野を中心に、高感度化、Ｓ／Ｎ比の向上、低価格化に向けて研究が進められている。
【０００４】
フォトデバイスは、ＰＮ接合体の空乏層に、光を照射することで生じる光励起キャリア（自由電子および自由正孔）を利用する素子である。このため、フォトデバイスの空乏層における、光励起キャリアの発生状況を解析することにより、フォトデバイスの特性を解析することができる。特に、フォトデバイスにおいては、光励起キャリアの電極側への吸収速度を速くすることにより、フォトデバイスの性能を向上することができる。このため、フォトデバイスにおける、光励起キャリアの消滅する過程を解析することが要求されている。
【０００５】
ここで、フォトデバイスの検査方法の一つとして、発光現象を利用するものが知られている。具体的には、フォトデバイスに、電圧を印加することで、順方向に電流を流すと、ＰＮ接合部において電子と正孔とが結合し、光（エレクトロルミネッセンス光）が発生する。この現象を利用して、フォトデバイスのＰＮ接合部の欠陥を調べること知られている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、光を利用した検査技術として、光誘電流法（Optical Beam Induced Current: OBIC）が知られている。具体的には、ＬＳＩなどが形成された半導体に、レーザ光が照射され、これにより発生した光励起キャリアを電流として測定するものである（非特許文献１）。この検査技術は、ＬＳＩなどの半導体だけではなく、フォトデバイスにも適用可能な技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００６／０５９６１５号パンフレット
【特許文献２】特開２００９−１７５１２７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】大井明彦「半導体デバイスの微視解析技術」富士時報、Ｖｏｌ．７６、Ｎｏ．３（２００３）１９７−２００ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の検査方法の場合、フォトデバイスから発せられるエレクトロルミネッセンス光は微弱であった。このため、フォトデバイスの空乏層における、光励起キャリアの消滅過程を検出することは極めて困難であった。
【００１０】
また、非特許文献１に記載の検査方法の場合、電流を測定するために、空乏層にて発生する光励起キャリアを導く結線（配線）が必要であった。このため、光励起キャリアを精度良く測定するためには、探針（プローブ）を空乏層近辺の電極に接触させる必要がある。したがって、電極が細かく形成されている場合には、探針を接触させることが困難となる。また、探針が金属製である場合、半導体に探針を接触させることで、半導体に微細な傷が付いたり、または金属イオンなどの汚れが付着したりする虞があった。このため、フォトデバイスをできる限り非接触で検査する技術が求められている。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、フォトデバイスの空乏層における、光励起キャリアの消滅する過程を、できる限り非接触で検査する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、フォトデバイスを検査する検査装置であって、前記フォトデバイスにパルス光を照射する照射部と、前記パルス光の光源から出射されるプローブ光の照射に応じて、前記電磁波パルスの電場強度を検出する検出器を有する検出部と、前記電磁波パルスが前記検出器へ到達する時間と、前記プローブ光が前記検出器へ到達する時間との時間差を変更することによって、前記検出器による前記電磁波パルスの検出タイミングを遅延させる遅延部と、複数の前記検出タイミングで前記検出器にて検出される電磁波パルスの電場強度に基づいて、前記電磁波パルスの時間波形を復元する時間波形復元部と、前記時間波形における、電場強度の負のピークを検出する電磁波パルス解析部とを備えている。
【００１３】
また、第２の態様は、第１の態様に係る検査装置において、前記電磁波パルス解析部は、前記時間波形における、電場強度の２つの負のピークを検出し、前記２つの負のピークのうち、遅れて検出される第二の負のピークの電場強度を、先に検出される第一の負のピークの電場強度に基づいて標準化する。
【００１４】
また、第３の態様は、第２の態様に係る検査装置において、前記フォトデバイスを前記照射部に対して相対的に移動させる移動機構と、前記遅延部を制御することにより、前記検出タイミングを変更する制御部とを備え、前記制御部は、前記移動機構により前記フォトデバイスを相対的に移動させながら、前記フォトデバイスに前記パルス光を照射したときに、前記フォトデバイスの各位置から放射される電磁波パルスを、所定の測定用タイミングで測定するように、前記遅延部を制御し、前記測定用タイミングは、予め、前記フォトデバイスの複数の位置で、前記パルス光の照射に応じて放射された電磁波パルスの時間波形における、前記２つの負のピークが検出されるタイミングに基づいて決定される。
【００１５】
また、第４の態様は、第１から第３までのいずれか１態様に係る検査装置において、前記フォトデバイスが、太陽電池を構成する。
【００１６】
また、第５の態様は、フォトデバイスを検査する検査方法であって、(a)前記フォトデバイスにパルス光を照射する工程と、(b)前記パルス光の光源から出射されるプローブ光の照射に応じて、前記(a)工程にて、前記フォトデバイスから放射される電磁波パルスの電場強度を検出器にて検出する工程と、(c)前記(b)工程において、前記電磁波パルスが前記検出器へ到達する時間と、前記プローブ光が前記検出器へ到達する時間との時間差を変更することによって、前記検出器による前記電磁波パルスの検出タイミングを遅延させる工程と、(d)前記(b)工程において、複数の前記検出タイミングで検出される前記電磁波パルスの電場強度に基づいて、前記電磁波パルスの時間波形を復元する工程と、(e)前記(e)工程にて復元された前記時間波形における、電場強度の負のピークを検出する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１７】
第１から第５の態様によると、フォトデバイスにパルス光を照射することで、光励起キャリア（自由電子および自由正孔）が発生する。発生した光励起キャリアは、空乏層などに存在する電場によって、加速されることで、光電流が発生する。このとき、光電流の時間微分に比例した電磁波（電磁波パルス）が放射される。発生した光励起キャリアは、フォトデバイスに設けられた電極に吸収されたり、あるいは、再結合したりして消滅するため、光電流が消失する。このとき、放射される電磁波パルスの電場強度が、負のピークをとることとなる。したがって、復元された電磁波パルスにおける、電場強度の負のピークを検出することにより、光励起キャリアの消滅を検出することができる。また、フォトデバイスから放射される電磁波パルスを検出するため、上記検査をできる限り非接触で行うことができる。
【００１８】
また、第２の態様によると、光励起キャリアの消滅時に生じる第二の負のピークの電場強度が、光励起キャリア発生時に生じる第一の負のピークの電場強度で標準化される。これにより、フォトデバイスの複数の位置において、上記第二の負のピークの電場強度を測定したときに、それぞれの測定結果を、より正確に比較することができる。
【００１９】
また、第３の態様によると、フォトデバイスにおける広範囲を検査するときに、短時間で検査することができる。
【００２０】
また、第４の態様によると、太陽電池における、光励起キャリアが消滅する過程を、できるだけ非接触で検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る検査装置の概略構成図である。
【図２】図１に示される照射部と検出部の概略構成図である。
【図３】太陽電池の概略断面図である。
【図４】太陽電池を受光面側から見た平面図である。
【図５】太陽電池を裏面側から見た平面図である。
【図６】太陽電池の検査の一例を示す流れ図である。
【図７】時間波形復元部により構築される電磁波パルスの時間波形の一例を示す図である。
【図８】パルス光の照射により発生する光電流と、該光電流に応じて放射される電磁波パルスを概念的に示す図である。
【図９】複数の測定位置で放射された電磁波パルスの時間波形を示す図である。
【図１０】電磁波強度分布を表すイメージング画像の模式図である。
【図１１】電磁波パルスのスペクトル分布を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る検査装置の照射部と検出部の概略構成図である。
【図１３】第３実施形態に係る検査装置の照射部と検出部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化されて図示されている場合がある。
【００２３】
＜１．  第１実施形態＞
＜１．１．  検査装置の構成および機能＞
図１は、第１実施形態に係る検査装置の概略構成図である。また、図２は、図１に示される照射部１２と検出部１３の概略構成図である。検査装置１００は、フォトデバイスが形成された基板の一種である太陽電池９０の空乏層の特性を検査するのに適した構成を備えている。
【００２４】
太陽電池などフォトデバイスは、例えば、ｐ型とｎ型の半導体が接合されたｐｎ接合部を有している。このｐｎ接合部付近では電子と正孔とが互いに拡散して結びつく拡散電流が生じることによって、ｐｎ接合部付近に電子と正孔とがほとんど存在しない空乏層が形成されている。この領域では、電子と正孔をそれぞれｎ型、ｐ型領域に引き戻す力が生じるため、フォトデバイスの内部に電場（内部電場）が生じている。
【００２５】
ここで、禁制帯幅を超えるエネルギーを持つ光がｐｎ接合部に照射された場合、ｐｎ接合部において発生した自由電子および自由正孔が、内部電場によって、自由電子がｎ型半導体側へ、取り残された自由正孔がｐ型半導体側へ移動する。フォトデバイスでは、この電流がｎ型半導体およびｐ型半導体のそれぞれに取り付けられた電極を介して、外部に取り出される。例えば太陽電池の場合、ｐｎ接合部の空乏層に光が照射されたときに生じる自由電子と自由正孔の移動が、直流電流として利用される。
【００２６】
発明者らは、フォトデバイスに所定波長のパルス光を照射したとき、特定波長の電磁波パルスが発生することを見出した。マクスウェルの方程式によると、電流に変化が生じたとき、その電流の時間微分に比例した強度の電磁波が発生する。すなわち、空乏層などの光励起キャリア発生領域にパルス光が照射されることで、瞬間的に光電流の発生および消滅が起こる。この瞬間的に発生する光電流の時間微分に比例して、電磁波パルスが発生するものと考えられる。
【００２７】
ここで、光電流の発生は、空乏層などの光励起キャリア発生領域の特性を反映したものである。したがって、発生した電磁波パルスを解析することによって、空乏層などの光励起キャリア発生領域の特性を検査することができる。このような原理に基づき、検査装置１００は、太陽電池９０に向けて所定波長のパルス光を照射したときに発生する電磁波パルスを検出するように構成されている。
【００２８】
図１に示されるように、検査装置１００は、ステージ１１、照射部１２、検出部１３、可視カメラ１４、モーター１５、制御部１６、モニター１７および操作入力部１８を備えている。
【００２９】
ステージ１１は、図示を省略する固定手段によって、太陽電池９０をステージ１１上に固定する。固定手段としては、基板を挟持する挟持具を利用したもの、粘着性シート、または、ステージ１１の表面に形成される吸着孔などが想定される。ただし、太陽電池９０を固定できるのであれば、これら以外の固定手段を採用されてもよい。本実施形態では、ステージ１１は、太陽電池９０の受光面９１Ｓ側に照射部１２および検出部１３が配置されるよう、太陽電池９０を保持する。
【００３０】
図２に示されるように、照射部１２は、フェムト秒レーザ１２１を備えている。フェムト秒レーザ１２１は、例えば、３６０ｎｍ（ナノメートル）以上１μｍ（マイクロメートル）以下の可視光領域を含む波長のパルス光（パルス光ＬＰ１）を放射する。具体例としては、中心波長が８００ｎｍ付近であり、周期が数ｋＨｚ〜数百ＭＨｚ、パルス幅が１０〜１５０フェムト秒程度の直線偏光のパルス光が、フェムト秒レーザから放射される。もちろん、その他の波長領域（例えば、青色波長（４５０〜４９５ｎｍ）、緑色波長（４９５〜５７０ｎｍ）などの可視光波長）のパルス光が出射されるようにしてもよい。
【００３１】
フェムト秒レーザ１２１から出射されたパルス光ＬＰ１は、ビームスプリッタＢ１により２つに分割される。分割された一方のパルス光（パルス光ＬＰ１１）は、太陽電池９０に照射される。このとき、照射部１２は、パルス光ＬＰ１１の照射を、受光面９１Ｓ側から行う。また、パルス光ＬＰ１１の光軸が、太陽電池９０の受光面９１Ｓに対して斜めに入射するように、パルス光ＬＰ１１が太陽電池９０に対して照射される。本実施形態では、入射角度が４５度となるように照射角度が設定されている。ただし、入射角度はこのような角度に限定されるものではなく、０度から９０度の範囲で適宜変更することができる。
【００３２】
図３は、太陽電池９０の概略断面図である。また図４は、太陽電池９０を受光面９１Ｓ側から見た平面図である。また図５は、太陽電池９０を裏面側から見た平面図である。太陽電池９０は、結晶シリコン系である太陽電池パネルとして構成されている。太陽電池９０は、下から順にアルミニウムなどで形成された平板状の裏面電極９２と、ｐ型シリコン層９３と、ｎ型シリコン層９４と、反射防止膜９５と、格子状の受光面電極９６とで構成される積層構造を有する結晶シリコン系太陽電池として構成されている。反射防止膜９５は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化チタンなどで形成されている。
【００３３】
太陽電池９０の主面のうち、受光面電極９６が設けられている側の主面が、受光面９１Ｓとなっている。つまり、太陽電池９０は、受光面９１Ｓ側から光を受けることで発電するように設計されている。受光面電極９６には、透明電極が用いられていてもよい。なお、検査装置１００は、結晶シリコン系以外の太陽電池（アモルファスシリコン系など）の検査に適用してもよい。アモルファスシリコン系太陽電池の場合、一般的に、エネルギーギャップが１．７５ｅＶ〜１．８ｅＶといったように、結晶シリコン系太陽電池のエネルギーギャップ１．２ｅＶに比べて大きい。このような場合、フェムト秒レーザ１２１の波長を、例えば７００μｍ以下とすることで、アモルファスシリコン系太陽電池において、テラヘルツ波を良好に発生させることができる。同様の考え方で、他の半導体太陽電池（ＣＩＧＳ系、ＧａＡＳ系など）にも適用可能である。
【００３４】
太陽電池９０の受光面９１Ｓは、光の反射損失を抑えるために、所要のテクスチャー構造を有している。具体的には、異方性エッチングなどにより形成される数μｍ〜数十μｍの凹凸、または機械的方法によるＶ字状の溝などが形成されている。このように、太陽電池９０の受光面９１Ｓは、一般的に、できるだけ効率良く採光できるように形成されている。したがって、所定波長のパルス光が照射されたときに、該パルス光はｐｎ接合部９７に届きやすくなっている。例えば、太陽電池パネルの場合、主に可視光の波長領域を有する波長１μｍ以下の光であれば、ｐｎ接合部９７に容易に到達し得る。
【００３５】
また、ｐ型シリコン層９３とｎ型シリコン層９４との接合部分は、空乏層が形成されるｐｎ接合部９７となっている。この部分にパルス光ＬＰ１１が照射されることによって、電磁波パルスが発生し、外部に出射される。本実施形態において、検出部１３において検出される電磁波パルスは、周波数０．０１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚの電磁波パルス（以下、電磁波パルスＬＴ１と称する。）となっている。
【００３６】
図２に戻って、ビームスプリッタＢ１によって分割された他方のパルス光は、プローブ光ＬＰ１２として遅延部１３１およびミラーなどを経由して、検出器１３２に入射する。また、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生した電磁波パルスＬＴ１は、放物面鏡Ｍ１，Ｍ２において集光されて検出器１３２に入射する。
【００３７】
検出器１３２は、電磁波検出素子として、例えば、光伝導スイッチを備えている。電磁波パルスが検出器１３２に入射する状態で、プローブ光ＬＰ１２が検出器１３２に照射されると、この光伝導スイッチに瞬間的に電磁波パルスＬＴ１の電場強度に応じた電流が発生する。この電場強度に応じた電流は、Ｉ／Ｖ変換回路、Ａ／Ｄ変換回路などを介してデジタル量に変換される。このようにして、検出部１３は、プローブ光ＬＰ１２の照射に応じて、太陽電池９０を透過した電磁波パルスＬＴ１の電場強度を検出する。検出器１３２に、その他の素子、例えば非線形光学結晶を適用することも考えられる。
【００３８】
遅延部１３１は、ビームスプリッタＢ１から検出器１３２までのプローブ光ＬＰ１２の到達時間を連続的に変更するための光学素子である。遅延部１３１は、プローブ光ＬＰ１２の入射方向に移動する移動ステージ（図示せず）に固定されている。また、遅延部１３１は、プローブ光ＬＰ１２を入射方向に折り返させる折り返しミラー１０Ｍを備えている。
【００３９】
遅延部１３１は、制御部１６の制御に基づいて移動ステージを駆動して折り返しミラー１０Ｍを移動させることにより、プローブ光ＬＰ１２の光路長を精密に変更する。これにより、遅延部１３１は、電磁波パルスＬＴ１が検出部１３に到達する時間と、プローブ光ＬＰ１２が検出部１３へ到達する時間との時間差を変更する。したがって、遅延部１３１により、プローブ光ＬＰ１２の光路長を変化させることによって、検出部１３（検出器１３２）において電磁波パルスＬＴ１の電場強度を検出するタイミング（検出タイミングまたはサンプリングタイミング）を遅延させることができる。
【００４０】
なお、その他の態様でプローブ光ＬＰ１２の検出部１３への到達時間を変更することも考えられる。具体的には、電気光学効果を利用すればよい。すなわち、印加する電圧を変化させることで屈折率が変化する電気光学素子を、遅延素子として用いてもよい。具体的には、特許文献２（特開２００９−１７５１２７号公報）に開示されている電気光学素子を利用することができる。
【００４１】
また、パルス光ＬＰ１１（ポンプ光）の光路長、もしくは、太陽電池９０から放射された電磁波パルスＬＴ１の光路長を変更するようにしてもよい。この場合においても、検出器１３２に電磁波パルスＬＴ１が到達する時間を、検出器１３２にプローブ光ＬＰ１２が到達する時間に対して、相対的にずらすことができる。これにより、検出器１３２における電磁波パルスＬＴ１の電場強度の検出タイミングを遅延させることができる。
【００４２】
また、太陽電池９０には、検査時に裏面電極９２と受光面電極９６との間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加回路９９が接続される。逆バイアス電圧が電圧間に印加されることによって、ｐｎ接合部９７の空乏層を大きくすることができる。これにより、検出器１３２において検出される電磁波パルスＬＴ１の電場強度を大きくすることができるため、検出部１３における電磁波パルスＬＴ１の検出感度を向上することができる。ただし、逆バイアス電圧印加回路９９は省略することもできる。
【００４３】
図１に戻って、可視カメラ１４は、ＣＣＤカメラで構成されており、撮影用の光源としてＬＥＤやレーザを備えている。可視カメラ１４は、太陽電池９０の全体を撮影したり、パルス光ＬＰ１１が照射される位置を撮影したりするのに用いられる。可視カメラ１４によって取得された画像データは、制御部１６へ送信され、モニター１７などに表示される。
【００４４】
モーター１５は、ステージ１１を二次元平面内で移動させる不図示のＸ−Ｙテーブルを駆動する。モーター１５は、このＸ−Ｙテーブルを駆動することによって、ステージ１１に保持された太陽電池９０を、照射部１２に対して相対的に移動させる。検査装置１００は、モーター１５により、太陽電池９０を２次元平面内で任意の位置に移動させることができる。検査装置１００は、モーター１５により、太陽電池９０の広い範囲（検査対象領域）にパルス光ＬＰ１１を照射して検査することができる。
【００４５】
なお、太陽電池９０を移動させる代わりに、または、太陽電池９０を移動させると共に、照射部１２を、検出部１３を２次元平面内で移動させる移動手段を設けてもよい。これらの場合においても、太陽電池９０の各領域について、電磁波パルスＬＴ１を検出することができる。また、モーター１５を省略して、ステージ１１をオペレータによって手動で移動させるようにしてもよい。
【００４６】
制御部１６は、図示を省略するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび補助記憶部（例えばハードディスク）などを備えた一般的なコンピュータとしての構成を備えている。制御部１６は、照射部１２のフェムト秒レーザ１２１、検出部１３の遅延部１３１および検出器１３２、並びにモーター１５に接続されており、これらの動作を制御したり、これらからデータを受け取ったりする。
【００４７】
より具体的に、制御部１６は、検出器１３２から電磁波パルスＬＴ１の電場強度に関するデータを受け取る。また、制御部１６は、遅延部１３１を移動させる移動ステージ（図示せず。）の移動を制御したり、該移動ステージに設けられたリニアスケールなどから折り返しミラー１０Ｍの移動距離などの遅延部１３１の位置に関連するデータを遅延部１３１から受け取ったりする。
【００４８】
また、制御部１６は、時間波形復元部２１、電磁波パルス解析部２３および画像生成部２５を備えており、これらの処理部に各種演算処理を実行させる。これらの処理部はＣＰＵがプログラムにしたがって動作することにより実現される機能である。なお、これらの処理部の機能の一部または全部は、他のコンピュータが備えるＣＰＵによって実現されていてもよいし、専用の演算回路によってハードウェア的に実現されていてもよい。
【００４９】
時間波形復元部２１は、太陽電池９０において発生した電磁波パルスＬＴ１について、検出部１３（検出器１３２）にて検出される電場強度を元に、電磁波パルスＬＴ１の時間波形を構築する。具体的には、遅延部１３１の折り返しミラー１０Ｍを移動させることによって、プローブ光ＬＰ１２の光路長（第１光路の光路長）を変更することによって、プローブ光が検出器１３２に到達する時間を変更する。これにより、検出器１３２において電磁波パルスＬＴ１の電場強度を検出するタイミングを変更される。これにより、時間波形復元部２１は、異なる位相での、電磁波パルスＬＴ１の電場強度を検出して、時間軸上にプロットすることにより、電磁波パルスＬＴ１の時間波形を復元する。
【００５０】
電磁波パルス解析部２３は、時間波形復元部２１により復元された時間波形を解析する。電磁波パルス解析部２３は、時間波形復元部２１により復元された電磁波パルスＬＴ１の時間波形における、電場強度のピークを検出するなどして、放射された電磁波パルスＬＴ１の強度変化を検出することによって、太陽電池９０の特性を解析する。詳細については、後述する。
【００５１】
画像生成部２５は、太陽電池９０の検査対象領域（太陽電池９０の一部または全部）に関して、パルス光ＬＰ１１を照射したときに放射される電磁波パルスＬＴ１の電場強度の分布を視覚化した画像を生成する。具体的には、画像生成部２５は、測定位置毎に、電場強度の相違が色または模様などで表現された電場強度分布画像を生成する。
【００５２】
制御部１６には、モニター１７および操作入力部１８が接続されている。モニター１７は、液晶ディスプレイなどの表示装置であり、オペレータに対して各種画像情報を表示する。モニター１７には、可視カメラ１４で撮影された太陽電池９０の受光面９１Ｓの画像、時間波形復元部２１によって復元された電磁波パルスＬＴ１の時間波形、電磁波パルス解析部２３による解析結果、または画像生成部２５が生成した電場強度分布画像などが表示される。また、モニター１７には、検査の条件設定などをするために必要なＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を表示する。
【００５３】
操作入力部１８は、マウスおよびキーボードなどの各種入力デバイスで構成されている。オペレータは操作入力部１８を介して所定の操作入力を行うことができる。なお、モニター１７がタッチパネルとして構成されることにより、モニター１７が操作入力部１８として機能するようにしてもよい。
【００５４】
以上が、検査装置１００の構成についての説明である。次に、検査装置１００を用いて行われる、太陽電池９０の検査を具体的に説明する。
【００５５】
＜１．２．  太陽電池の検査＞
図６は、太陽電池９０の検査の一例を示す流れ図である。なお、以下の説明において、検査装置１００の各動作は、特に断らない限り制御部１６により制御されるものとする。また、工程の内容によっては、複数の工程が並列に実行されたり、複数の工程の実行順序が適宜変更されたりしてもよい。
【００５６】
まず、ステージ１１に検査対象となる太陽電池９０が固定される（図６：ステップＳ１１）。このステップＳ１１においては、オペレータによって太陽電池９０がステージ１１に搬入されるようにしてもよいし、図示を省略する搬送装置などによって太陽電池９０がステージ１１に搬入されるようにしてもよい。このとき、上述したように、太陽電池９０の受光面９１Ｓに向けて、パルス光ＬＰ１１が照射されるように太陽電池９０が設置される。
【００５７】
太陽電池９０がステージ１１に設置されると、太陽電池９０の各端子（裏面電極９２および受光面電極９６）に逆バイアス電圧印加回路９９が接続され、逆バイアス電圧が印加される（図６：ステップＳ１２）。なお、このステップＳ１２は、省略することも可能である。
【００５８】
次に、検出部による測定用検出タイミングが設定される（図６：ステップＳ１３）。具体的には、制御部１６が遅延部１３１を制御することにより、プローブ光ＬＰ１２が検出器１３２に到達するタイミングが所定の検出タイミング固定されるよう、折り返しミラー１０Ｍの位置が調整され、固定される。本実施形態では、後述するように、測定用検出タイミングが、電磁波パルスＬＴ１の時間波形における、第２の負のピークに合わせて設定される。この測定用検出タイミングの設定の方法について図７〜図９を参照しつつ説明する。
【００５９】
図７は、時間波形復元部２１により構築される電磁波パルスＬＴ１の時間波形４０の一例を示す図である。図７に示されるグラフの横軸は、時間を示しており、縦軸は電場強度を示している。また、図７における、グラフの下側には、遅延部１３１によって、検出器１３２に到達するタイミング（ｔ１〜ｔ８）が相互に異なる、複数のプローブ光ＬＰ１２が概念的に示されている。
【００６０】
太陽電池９０の空乏層が形成されている位置に、パルス光ＬＰ１１が照射されると、検出器１３２には、図７に示されるような時間波形４０を示す電磁波パルスＬＴ１が、パルス光ＬＰ１１のパルス周期に一致する周期で繰り返し到来する。なお、図７に示されるベースラインＢＬ１は、電磁波パルスＬＴ１が発生していない平常状態のときの電場強度（以下、「基準電場強度」とも称する。）を示している。また、この基準電場強度よりも大きい電場強度を正の電場強度とし、基準電場強度よりも小さい電場強度を負の電場強度とする。
【００６１】
例えば、検出器１３２に対して、検出タイミングｔ１でプローブ光ＬＰ１２が到達するように遅延部１３１が調整された場合、検出器１３２では、値Ｅ１の電場強度が検出される。また、遅延部１３１が調整されることによって、検出タイミングがｔ２〜ｔ８にそれぞれ遅延されると、それぞれ値Ｅ２〜Ｅ８の電場強度が検出部１３において検出されることとなる。
【００６２】
このように、太陽電池９０から放射される電磁波パルスＬＴ１の時間波形が復元される場合、遅延部１３１が制御されることで検出タイミングが細かく変更され、各検出タイミングでの、電磁波パルスＬＴ１の電場強度が測定される。そして、時間波形復元部２１が、取得された電場強度値を時間軸に沿ってグラフ上にプロットしていくことにより、電磁波パルスＬＴ１の時間波形４０が復元されることとなる。
【００６３】
図８は、パルス光ＬＰ１１の照射により発生する光電流Ｇ１と、該光電流に応じて放射される電磁波パルスＧ２を概念的に示す図である。図８に示されるグラフにおいて、横軸は時間を示している。また、縦軸については、光電流Ｇ１のグラフでは電流を示し、電磁波パルスＧ２のグラフでは、電場強度を示している。
【００６４】
既に述べたように、パルス光ＬＰ１１の照射により、太陽電池９０のｐｎ接合部９７の空乏層付近において、光励起キャリアが発生する。この光励起キャリアは、空乏層、金属（裏面電極９２または受光面電極９６など）とのショットキー接合などにより発生する内部電場、もしくは、逆バイアス電極の印加による外部電場によって、加速される。これにより、図８に示されるように、光電流Ｇ１が、時間ｔ０１〜時間ｔ０２の間、増加する。そして、発生した光励起キャリアは、電極への吸収、または、電子と正孔との再結合により、消滅する。このため、図８に示されるように、光電流Ｇ１が、時間ｔ０２〜時間ｔ０３の間に、減少することとなる。
【００６５】
マクスウェルの方程式によると、光電流の時間微分に比例して、電磁波が発生する。このため、理論上では、図８に示されるように、電磁波パルスＧ２が、時間ｔ０１〜時間ｔ０２の間、光電流Ｇ１の増加に応じて、正の電場強度を示し、時間ｔ０２〜時間ｔ０３の間、光電流Ｇ１の減少に応じて、負の電場強度を示すこととなる。
【００６６】
ここで、太陽電池の発電効率向上するためには、ｐｎ接合部９７の空乏層で分離された光励起キャリアを、再結合させずに効率的に電極に移動させることが要求される。つまり、光励起キャリアの動的な振る舞い（特に消滅する過程）を解析することが重要である。そこで、本実施形態では、光電流Ｇ１が減少していくときの電磁波パルスＧ２の電場強度の変化することで、この光励起キャリアの消滅する過程を検出する。
【００６７】
パルス光ＬＰ１１を太陽電池９０に照射したときに、太陽電池９０から放射される典型的な電磁波パルスＬＴ１の電場強度は、図７に示されるように、まず、平常状態から負側に変動して負のピーク（第一の負のピーク、検出タイミングｔ２）を迎え、その後、正のピーク（検出タイミングｔ３）を経て、さらに、２番目の負のピーク（第二の負のピーク、検出タイミングｔ４）を取る。
【００６８】
最初に生じる第一の負のピークの発生要因は、学術的に未だ正しい理論が確立されておらず、不明な点が多い。これに対して、正のピークについては、図８において説明したように、光電流Ｇ１の増加に応じて生じるものであり、また、第二の負のピークについては、光電流Ｇ１の減少に応じて生じるものと考えられる。
【００６９】
ここで、図８において説明したように、電磁波の電場強度は、光電流の微分成分である。このことから、電磁波パルスＬＴ１の第二の負のピークの大きさ（絶対値）が大きい場合、光励起キャリアの電極による吸収速度が速い、または、再結合の度合いが高い、ということを推測できる。一方、第二の負のピークの絶対値が小さい場合、光励起キャリアの電極による吸収が遅い、または、再結合の度合いが低い、ということを推測できる。
【００７０】
このように、第二の負のピークの絶対値を測定することにより、光励起キャリアの消滅を解析することができる。このため、本実施形態における太陽電池９０の検査では、図６に示されるステップＳ１３において、検出器１３２が、電磁波パルスＬＴ１の第二の負のピークを検出するタイミング（図７に示される例では、ｔ４）となるように、測定用の検出タイミング（測定用検出タイミング）が設定される。
【００７１】
なお、この測定用検出タイミングは、予め実験的にパルス光ＬＰ１１を太陽電池９０に照射して、放射される電磁波パルスＬＴ１の時間波形を復元することによって、決定される。ただし、電磁波パルスＬＴ１の電場強度が第二の負のピークを迎えるタイミングが、太陽電池９０の測定位置毎に、異なる可能性がある。このため、予め、いくつかの測定位置において放射された電磁波パルスＬＴ１を復元し、復元された各時間波形において、第二の負のピークを迎えるタイミングを取得する。そして、取得された複数のタイミングの平均したタイミングに合わせて、ステップＳ１３における測定用検出タイミングが決定されるようにしてもよい。この点について、図９を参照しつつ、具体的に説明する。
【００７２】
図９は、複数の測定位置Ｐ１，Ｐ２で放射された電磁波パルスＬＴ１の時間波形４１，４３を示す図である。図９において、実線で示される時間波形４１は、図４に示される太陽電池９０の測定位置Ｐ１にパルス光ＬＰ１１が照射されたときに放射される電磁波パルスＬＴ１に対応する。また、破線で示される時間波形４３は、図４に示される太陽電池９０の測定位置Ｐ２にパルス光ＬＰ１１が照射されたときに放射される電磁波パルスＬＴ１に対応している。なお、図４に示されるように、測定位置Ｐ１は、測定位置Ｐ２よりも電極（受光面電極９６）に近い位置となっている。
【００７３】
図９に示されるように、複数の時間波形４１，４３において、電場強度が第二の負のピークを迎えるタイミングは、それぞれｔ４１、ｔ４３となっており、若干相違している。そこで、これらのタイミングｔ４１、４３の平均（ｔ４４）に合わせて、測定用検出タイミングが設定される。もちろん、より多くの箇所において、時間波形を復元し、それぞれの第二の負のピークとなるタイミングの平均したタイミングを、測定用検出タイミングに設定することも妨げられない。もちろん、測定用検出タイミングが、ｔ４１，ｔ４３のいずれかに合わせられてもよい。
【００７４】
以上のようにして決定されたタイミングに合わせて、検出タイミングが設定されると、モーター１５が駆動されることにより、太陽電池９０を２次元平面内で移動させる（図６：ステップＳ１４）。このとき、パルス光ＬＰ１１が太陽電池９０に向けて照射され、放射される電磁波パルスＬＴ１の電場強度が測定される。これにより、太陽電池９０の検査対象領域についての電場強度分布が取得される。
【００７５】
なお、ステップＳ１４における、太陽電池９０の移動例として、例えば、太陽電池９０を所定の第一方向（主走査方向）に移動させることで、一旦、検査対象領域の端部から端部までパルス光ＬＰ１１を走査させる。その後、太陽電池９０を、この第一方向に直交する第二方向（副走査方向）に所要距離分移動させて（ずらして）、再び上記第一方向に沿って太陽電池９０を移動させる。このような太陽電池９０の移動が繰り返し行われることにより、太陽電池９０の検査対象領域について、パルス光ＬＰ１１を走査させることができる。
【００７６】
ステップＳ１４において、電磁波パルスＬＴ１の電場強度が取得されると、画像生成部２５により、電場強度分布を示す画像（イメージング画像）が作成され、モニター１７に表示される（図６：ステップＳ１５）。
【００７７】
図１０は、電磁波強度分布を表すイメージング画像ｉ１１の模式図である。イメージング画像ｉ１１は、太陽電池９０を表す画像に対して、パルス光ＬＰ１１を照射した位置（検査位置）毎に、放射された電場強度に応じて着色されることにより生成された画像である。太陽電池９０を表す画像としては、可視カメラ１４によって撮影したものが採用されてもよいし、太陽電池９０を模したイラスト画像などでもよい。図１０に示される模式図では、説明の都合上、電場強度が３段階で表現されているが、より多段階で表現されてもよい。
【００７８】
図１０に示されるように、一般的には、測定位置が電極（ここでは、受光面電極９６）に近い程、光励起キャリアの吸収度合いが高くなる。このため、イメージング画像ｉ１１にも示されるように、電極に近いところで、電場強度の第二の負のピークが大きくなっている。このようなイメージング画像ｉ１１を取得することによって、測定位置毎に、第二の負のピークの大小を一度に把握することができる。このため、光励起キャリアの消滅に関する解析を広い範囲で行うことができる。また、イメージング画像ｉ１１によると、例えば、ある特定の位置における電場強度の大きさ（絶対値）が、予想よりも小さい場合、その特定の位置において、空乏層の欠陥、電極の接触不良などの問題があることが予想される。したがって、イメージング画像ｉ１１を解析することにより、太陽電池９０における、不良箇所を容易に見つけ出すことができる。
【００７９】
また、検査装置１００によると、太陽電池９０から放射される電磁波を検出するため、できる限り非接触で検査することが可能である。このため、従来の検査のように、電極に電流または電圧測定用のプローブピンを接触させずに済むため、太陽電池９０に金属イオンなどの異物が付着したり、傷が付いたりすることを抑制できる。
【００８０】
＜その他の検査態様１（標準化による検査）＞
図６に示される検査では、放射された各電磁波パルスＬＴ１の第二の負のピークの絶対値のみを測定するようにしている。しかしながら、電場強度の第二の負のピークの絶対値は、あくまでも相対値である。このため、複数の測定位置における測定結果をそのまま用いた場合、正確に比較することができない虞がある。そこで、これらの測定結果を標準化して、検査が行われてもよい。この標準化について、図９を参照しつつ説明する。
【００８１】
例えば、図９に示される時間波形４１，４３における、第二の負のピークの絶対値（Ｂ１，Ｂ３）を標準化する場合、それぞれの時間波形４１，４３における、他のタイミングで検出された電場強度に基づいて、標準化することが考えられる。例えば、標準化用の電場強度として、第一の負のピークの絶対値（Ａ１，Ａ３）を取得し、この絶対値を、第二の負のピークの絶対値（Ｂ１，Ｂ３）で割ることで標準化された値Ｘ（＝Ａ１／Ｂ１もしくはＡ３／Ｂ３）を取得することが考えられる。
【００８２】
この値Ｘが例えば１よりも小さいとき（つまり、Ａ１＜Ｂ１またはＡ１＜Ｂ３のとき）、光励起キャリアの電極への吸収速度が相対的に速い、または、再結合の度合いが相対的に高い、といったように測定結果を評価することができる。また、値Ｘが１よりも大きい時（つまり、Ａ１＞Ｂ１、Ａ３＞Ｂ３のとき）、光励起キャリアの電極への吸収速度が相対的に遅い、または、再結合の度合いが相対的に低い、といったように測定結果を評価することができる。
【００８３】
もちろん、標準化用の電場強度を、第一の負のピーク以外のタイミングで検出される電場強度（例えば、正のピークの電場強度）とすることも考えられる。しかしながら、図９に示されるように、光励起キャリア発生領域毎に放射される電磁波パルスＬＴ１において、第一の負のピークの絶対値（例えば、Ａ１，Ａ３）の変動は、他のピーク（例えば、正のピーク、第二の負のピークなど）の絶対値の変動に比べて、相対的に小さい。このような、測定位置の異なる電磁波パルスＬＴ１の時間波形において、変動の小さいタイミングの電場強度を、標準化用の電場強度として採用することで、複数の測定位置における測定結果について、相対的な評価をより正確に行うことができる。
【００８４】
なお、電場強度の標準化を行う場合、検査対象領域内の測定位置毎に、標準化用の電場強度と、第二の負のピークの電場強度とを取得する必要がある。このため、測定位置毎に、制御部１６が遅延部１３１を制御することにより、検出器１３２による電磁波パルスＬＴ１の測定用検出タイミングを、標準化用の電場強度が検出されるタイミングと、第二の負のピークの電場強度が検出されるタイミングとの間で、変更するようにすればよい。もちろん、検査対象領域の全てについて、一旦、標準化用の電場強度および第二の負のピークの電場強度のいずれか一方を測定しておき、その後に、残りの他方を測定するようにしてもよい。
【００８５】
また、電場強度が第一の負のピークとなるタイミングは、測定位置毎に異なる場合がある。例えば、図９に示される時間波形４１，４３では、それぞれ、ｔ４３，ｔ４５のタイミングで、電場強度が第一の負のピークとなる。そこで、予め、いくつかの測定位置について、放射される電磁波パルスＬＴ１の時間波形を復元しておき、復元された各時間波形における、第一の負のピークとなるタイミングの平均値を、標準化用の電場強度を検出する測定用検出タイミングとすることが考えられる。そして、図６に示されるステップＳ１４において、パルス光ＬＰ１１を走査させるときに、放射される電磁波パルスＬＴ１を、決定された測定用検出タイミングで検出器１３２が検出するようにすればよい。もちろん、標準化用の電場強度を検出するための測定用検出タイミングを、特定の位置において放射された電磁波パルスＬＴ１の時間波形のみに基づいて決定することも考えられる。
【００８６】
＜その他の検査態様２＞
図９において説明したように、放射される電磁波パルスＬＴ１の電場強度が第二の負のピークを迎えるタイミングは、測定位置毎に異なる場合がある。この、タイミングのズレが大きい場合、測定位置が異なる測定結果同士を正確に比較することが困難となる。そこで、電磁波パルスＬＴ１の第二の負のピークの絶対値を、測定位置毎に、正確に測定するようにすることも考えられる。
【００８７】
この場合、予めいくつかの測定位置で放射された電磁波パルスＬＴ１の時間波形が復元され、これらの時間波形における、第二の負のピークが検出されるタイミングが、それぞれ特定される。そして、それらのタイミングを含む測定期間が決定される。例えば、図９に示される時間波形４１，４３が復元された場合、ｔ４１，ｔ４３が含まれる測定期間ＴＲ１（ｔ５１〜ｔ５３）が決定される。そして、図６に示されるステップＳ１４にて、パルス光ＬＰ１１を走査させるときに、検出器１３２の測定用検出タイミングが、上記測定期間ＴＲ１、すなわち、ｔ５１〜ｔ５３の間でタイミングが変更されるように、遅延部１３１が制御される。
【００８８】
この場合、ステップＳ１４実行時に、検査対象領域の測定位置毎に、電磁波パルスＬＴ１の検出タイミングがｔ５１〜ｔ５３の間で変更される。このため、各測定位置から放射される電磁波パルスＬＴ１の第二の負のピークを正確に測定することが可能となる。
【００８９】
なお、上記＜その他の検査態様１＞において説明した、標準化用の電場強度についても、上記と同じ要領で取得することが考えられる。例えば、予め、図９に示される時間波形４１，４３が復元された場合に、電場強度が第一の負のピークとなるタイミング（ｔ４５，ｔ４７）が特定され、これらのタイミングが含まれる測定期間ＴＲ２（ｔ６１〜ｔ６３）が決定される。そして、図６に示されるステップＳ１４において、パルス光ＬＰ１１を走査せるときに、検出器１３２の測定用検出タイミングが、上記測定期間ＴＲ２、つまり、ｔ６１〜ｔ６３の間で変更されるように、遅延部１３１が制御される。
【００９０】
これにより、測定位置毎に、測定期間ＴＲ２の電場強度が取得されることとなる。したがって、測定位置毎に、電場強度の第一の負のピークの絶対値を正確に決定することができる。
【００９１】
この場合、ステップＳ１４実行時に、検査対象領域の測定位置毎に、標準化用の電場強度の検出タイミングが、ｔ６１〜ｔ６３の間で変更される。このため、各測定位置から放射される電磁波パルスＬＴ１の第一の負のピークを正確に測定することが可能となる。
【００９２】
＜その他の検査３（スペクトル解析による検査）＞
また、検査装置１００において、太陽電池９０から放射される電磁波パルスＬＴ１の電場強度に基づき、スペクトル解析を行うことも考えられる。
【００９３】
図１１は、電磁波パルスＬＴ１のスペクトル分布５１，５３を示す図である。図１１中、横軸は周波数を示しており、縦軸はスペクトル強度を示している。なお、スペクトル分布５１，５３は、図９に示される時間波形４１，４３が、フーリエ変換することによって取得される周波数分布である。このようなスペクトル分布５１を取得することにより、ｐｎ接合部９７の空乏層の特性を詳細に検査することができる。例えば、スペクトル分布５１，５３において、特定周波数のスペクトル強度が、想定される基準値（図示せず）よりも有意に低くなっているような場合に、該特定周波数を吸収する不純物が、ｐｎ接合部などに含まれている、といったように、太陽電池９０の不良を検出することができる。また、吸収された周波数から、不純物の種類や濃度などを推定することも考えられる。
【００９４】
なお、このスペクトル分布による検査を検査対象領域の全てに適用した場合、検査時間が非常に長くなる虞がある。そこで、電場強度の第二の負のピークの絶対値に基づいた検査により、不良と判定された測定位置についてのみ、スペクトル分布に基づく検査が行われるようにすることも考えられる。
【００９５】
＜２．  第２実施形態＞
図１に示される検査装置１００では、太陽電池９０の受光面９１Ｓに対して、パルス光ＬＰ１１の光軸が、斜め（入射角度４５°）に入射するように設定されているが、パルス光ＬＰ１１の入射角度は、このようなものに限定されるものではない。
【００９６】
図１２は、第２実施形態に係る検査装置１００Ａの照射部１２Ａと検出部１３Ａの概略構成図である。なお、以下の説明において、第１実施形態に係る検査装置１００の構成要素と同様の機能を有する要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９７】
この検査装置１００Ａにおいても、フェムト秒レーザ１２１から出射されたパルス光ＬＰ１がビームスプリッタＢ１によってパルス光ＬＰ１１とプローブ光ＬＰ１２に分割される。ただし、検査装置１００Ａでは、分割されたパルス光ＬＰ１１が、透明導電膜基板（ＩＴＯ）１９を透過して、太陽電池９０の受光面９１Ｓに対して垂直にパルス光ＬＰ１１に入射する。そして、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて、太陽電池９０から放射される電磁波パルスＬＴ１のうち、受光面９１Ｓ側に放射される電磁波パルスＬＴ１が、透明導電性基板１９を反射して、レンズで集光されて、検出器１３２に入射する。
【００９８】
このような照射部１２Ａおよび検出部１３Ａを備える検査装置１００Ａにおいても、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて、太陽電池９０から放射される電磁波パルスＬＴ１を検出することができる。したがって、第１実施形態に係る検査装置１００と同様に、検査装置１００Ａは、太陽電池９０の空乏層などの光励起キャリア発生領域の特性を、できる限り非接触で検査することができる。また、検査装置１００Ａによっても、光励起キャリアの消滅する過程を検査することができる。
【００９９】
＜３．  第３実施形態＞
第２実施形態に係る検査装置１００Ａは、受光面９１Ｓ側に放射される電磁波パルスＬＴ１を、検出器１３２にて、検出するように構成されている。しかしながら、太陽電池９０の裏面側に放射される電磁波パルスＬＴ１が検出されるようにしてもよい。
【０１００】
図１３は、第３実施形態に係る検査装置１００Ｂの照射部１２Ｂと検出部１３Ｂの概略構成図である。検査装置１００Ｂにおいても、フェムト秒レーザ１２１から出射されたパルス光ＬＰ１がビームスプリッタＢ１によってパルス光ＬＰ１１とプローブ光ＬＰ１２に分割される。そして、パルス光ＬＰ１１が、太陽電池９０の受光面９１Ｓに対して垂直に入射する。そして、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて、太陽電池９０から放射される電磁波パルスＬＴ１のうち、太陽電池９０の裏面側に放射される（透過する）電磁波パルスＬＴ１が、放物面鏡Ｍ１，Ｍ２などを介して、検出器１３２に入射する。
【０１０１】
このような照射部１２Ｂおよび検出部１３Ｂを備える検査装置１００Ｂにおいても、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生する電磁波パルスＬＴ１を検出することができる。このため、第１実施形態に係る検査装置１００と同様に、検査装置１００Ｂによっても、太陽電池９０の光励起キャリア発生領域の特性を、できる限り非接触で検査することができる。また、検査装置１００Ｂによっても、光励起キャリアの消滅する過程を検査することができる。
【０１０２】
＜４．  変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【０１０３】
例えば、上記実施形態に係る検査装置１００において、検査対象物は、太陽電池９０に限定されるものではない。可視光を含む光を電流に変換するフォトデバイス（光電変換素子）を含むものであれば、検査装置１００の検査対象物となり得る。太陽電池以外のフォトデバイスとしては、具体的には、フォトダイオードやＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどのイメージセンサが想定される。なお、イメージセンサの中には、使用状態においてフォトデバイスが形成された基板の裏面側となる部分に受光素子が形成されているものが知られている。このような基板であっても、使用状態において受光する側の主面を受光面として検査装置１００に設置すれば、良好にテラヘルツ波パルスを検出することができる。
【０１０４】
また、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１００，１００Ａ，１００Ｂ  検査装置
１０Ｍ  ミラー
１１  ステージ
１２，１２Ａ，１２Ｂ  照射部
１２１  フェムト秒レーザ
１３，１３Ａ，１３ｂ  検出部
１３１  遅延部
１３２  検出器
１５  モーター
１６  制御部
２１  時間波形復元部
２３  電磁波パルス解析部
２５  画像生成部
４０，４１，４３  時間波形
５１，５３  スペクトル分布
９０  太陽電池
９１Ｓ  受光面
９２  裏面電極
９３  ｐ型シリコン層
９４  ｎ型シリコン層
９６  受光面電極
９７  ｐｎ接合部
９９  逆バイアス電圧印加回路
ＢＬ１  ベースライン
Ｇ１  光電流
Ｇ２  電磁波パルス
ＬＰ１  パルス光
ＬＰ１１  パルス光
ＬＰ１２  プローブ光
ＬＴ１  電磁波パルス
Ｐ１，Ｐ２  測定位置
ＴＲ１，ＴＲ２  測定期間
ＴＲ２  測定期間
Ｘ  値
ｉ１１  イメージング画像
【図１】
2014009990.tif 000003
【図２】
2014009990.tif 000004
【図３】
2014009990.tif 000005
【図４】
2014009990.tif 000006
【図５】
2014009990.tif 000007
【図６】
2014009990.tif 000008
【図７】
2014009990.tif 000009
【図８】
2014009990.tif 000010
【図９】
2014009990.tif 000011
【図１０】
2014009990.tif 000012
【図１１】
2014009990.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2014009990.tif 000015