(57)【要約】  光起電性半導体試料の電圧応答特性および／または最大開路電圧（ＭＯＣＶ）を非接触で検知するための機器に関する。この機器は、導電性プローブ先端部を通して光を放射するように構成された高輝度の広スペクトル光源を含む。導電性プローブ先端部は、真空チャックと空間的関係をもって配置され、試料ウェハが配置される容量性の試料ウェハ反応測定空間を形成する。高輝度の光源は導電性プローブ先端部を通して光を放射し、前記光は反応測定空間内に配置される試料ウェハに衝突し、プローブ先端部、ウェハ反応測定空間および真空チャックにわたる電圧応答は、増幅され記録される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電性半導体試料の最大開路電圧（ＭＯＣＶ）を非接触で検知するための機器であって、
導電性プローブ先端部を通して光を放射するように構成された高輝度の広スペクトル光源を備え、
透過性の前記導電性プローブ先端部が、試料ウェハが配置される試料ウェハ反応測定空間を形成するために、真空チャックと空間的関係をもって配置されており、
前記高輝度の光源が透過性の前記導電性プローブ先端部を通して光を放射し、前記光が前記試料ウェハ反応測定空間内に配置される試料ウェハに衝突し、前記導電性プローブ先端部における電圧応答が増幅され記録され、ＭＯＣＶが前記電圧応答から特定される、機器。
【請求項２】
前記導電性プローブ先端部が、透過性の導電性酸化物により被覆され、前記導電性酸化物により形成され、または前記導電性酸化物を含む、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記導電性プローブ先端部が導電性メッシュである、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
前記導電性プローブ先端部は、任意の波長の光が通過できるほどサイズが十分に大きな複数の間隙または開口（孔）を形成する導電性材料の格子を備える、請求項３に記載の機器。
【請求項５】
試料半導体ｐ−ｎ接合におけるエミッタおよびベースのドーピング濃度の非接触特性評価のための方法であって、
導電性プローブ先端部と真空チャックとの間に試料半導体を配置するステップと、
前記導電性プローブ先端部を通して光を前記試料に放射するステップと、
メッシュ板を通して放射された前記光が前記試料に衝突するとき（前、間、および後）、電圧応答を前記導電性プローブ先端部において検出するステップと
を含む、方法。
【請求項６】
前記導電性プローブ先端部が、透過性の導電性酸化物により被覆され、前記導電性酸化物により形成され、または前記導電性酸化物を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記導電性プローブ先端部が導電性メッシュである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記プローブ先端部は、任意の波長の光が通過できるほどサイズが十分に大きな複数の間隙または開口（孔）を形成する導電性材料の格子を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記電圧応答を増幅し記録するステップと、
前記電圧応答から測定開路電圧（ＯＣＶｍｅａｓ）を特定するステップと、
１つまたは複数のプリアンプ利得、不完全な光平坦化、デンバー電位、表面光起電力、裏面光起電力、（多重量子井戸構造に関する）分極効果を補正するために、前記ＯＣＶｍｅａｓを修正することによって測定内蔵電位（Ｖｂｉｍｅａｓ）を得るステップと
をさらに含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記試料の渦電流測定値（Ｅｄｄｙｍｅａｓ）を取得し記録するステップと、
エミッタ領域およびベース領域の厚さおよび移動度情報（ｔｎ、μｎ、ｔｐ、μｐ）、のいくつかまたは全てを取得するステップと、
Ｖｂｉｃａｌｃと測定内蔵電位（Ｖｂｉｍｅａｓ）との間で収束が得られるまでＥｄｄｙ式（Ｅ２）およびＶｂｉｃａｌｃ式（Ｅ１）を解くために、逐次、エミッタドーパント濃度（ＮＤ）およびベースドーパント濃度（ＮＡ）を変更する反復法を使用する反復法ステップであって、
（ｃ）前記Ｅｄｄｙ式（Ｅ２）は、前記エミッタドーパント濃度（ＮＤ）、前記エミッタ厚（ｔｎ）、前記エミッタ移動度（μｎ）、前記ベース厚（ｔｐ）、および前記ベース移動度（μｐ）と共に、前記渦電流（Ｅｄｄｙまたは前記Ｅｄｄｙｍｅａｓ）と前記ベースドーパント濃度（ＮＡ）とを関連付け、
（ｄ）前記Ｖｂｉｃａｌｃ式（Ｅ１）は、計算された内蔵電位（Ｖｂｉｃａｌｃ）と前記エミッタドーパント濃度（ＮＤ）および前記ベースドーパント濃度（ＮＡ）とを関連付ける、反復法ステップと、
前記反復法ステップにより収束に帰着する前記エミッタドーパント濃度（ＮＤ）および前記ベースドーパント濃度（ＮＡ）を記録するステップと
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
半導体製品用（またはモニター）ウェハにおいて、半導体と半導体の界面、半導体と絶縁体の界面、または半導体と金属の界面における仕事関数の差異を測定するための方法であって、
高輝度の変動光を前記ウェハに照射するステップと、
前記光に応答して前記ウェハの開路電圧特性を測定するステップであって、前記開路電圧特性が１つまたは複数の前記タイプの関数のセットにおける仕事関数差異特性を表す、ステップと、
前記最大開路電圧、および前記界面の一方の側の仕事関数に関する既知の値から、少なくとも１つの前記タイプの界面のドーピング特性を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
高輝度の変動光を前記ウェハに照射する前記ステップは、導電性プローブ先端部を通して光を放射する工程を含み、前記導電性プローブ先端部は、試料ウェハが配置される試料ウェハ反応測定空間を形成するために、真空チャックと空間的関係をもって配置されており、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
開路電圧特性を測定する前記ステップは、前記導電性プローブ先端部、前記反応測定空間および前記真空チャックにわたる時間電圧応答を測定する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ドーピング特性を決定する前記ステップは、前記開路電圧が比較される最適な所望のドーパント特性を有している特定の界面について、内蔵電位とドーピングとを関連付ける既知の解析式を利用する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ドーピング特性を決定する前記ステップは、既知のサンプルからのドーパント濃度の実験結果を利用する工程、および、対応する時間電圧応答とドーパント濃度とを比較し互いに関係付ける工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
ドーピング特性を決定する前記ステップは、対応する時間電圧応答とドーパント濃度とを互いに関係付けるために、数学的モデルを利用する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１３年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／９１９，７７９号明細書の優先権を主張し、当該仮特許出願を、全体として本明細書に記載されるごとく参照することにより援用する。
【連邦政府の助成による研究に関する陳述】
【０００２】
該当せず。
【技術分野】
【０００３】
本開示は、非接触測定の機器、システム、および使用方法に関する。特に、本開示は、フラッシュ光、パルス光、またはバースト光に対する、光起電性半導体試料の電気的応答の非接触測定のための機器、システム、および関連方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
光起電材料の処理において、材料特性の厳密な品質管理は、高品質の生産物を得るために必要である。このように、さまざまな器具は、処理の間ずっと材料特性を測定するために使用される。特定の器具を採用することに関して特に考慮すべき事項は、使用速度である。生産性の低下および検査時間の延長を回避するために、迅速に品質管理測定を行う必要がある。別の特に考慮すべき事項として、非破壊の方法を用いて材料特性を監視することが求められている。破壊的な方法では、非常に時間がかかり、試料をその後用いることができなくなる。
【０００５】
入射光に対する光起電の電気的応答は、処理の間または処理の後に、１つまたは複数の材料特性を示すために使用できる。例として、内蔵電位、１つまたは複数の層のドーパント濃度、材料の合金組成物の変化、ＧａＮに基づく分極の変化を識別すること、および、破損などの材料に対する機械的損傷を識別することが含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、望ましくは本発明の目的は、入射照明に対して光起電材料を迅速に誘導すること、非破壊の手段によって電気的応答を監視すること、および、電気的応答と光起電性試料の材料特性とを互いに関係付けることが可能な装置、システム、および方法を有することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光起電性半導体試料の最大開路電圧（ＭＯＣＶ）を非接触で検知するための機器を対象とする。機器は、導電性プローブ先端部を通して光を放射するように構成された高輝度の広スペクトル光源を含む。導電性プローブ先端部は、試料ウェハが配置される容量性の試料ウェハ反応測定空間を形成するよう、真空チャックと空間的関係をもって配置されている。高輝度の光源は、導電性プローブ先端部を通して光を放射する。前記光は、反応測定空間内に配置される試料ウェハに衝突する。プローブ先端部、ウェハの反応測定空間および真空チャックにわたる電圧応答が、増幅され記録される。ＭＯＣＶは、電圧応答から特定される。本発明の実施形態において、導電性プローブ先端部は、透過性の導電性酸化物が被覆され、透過性の導電性酸化物により形成され、または透過性の導電性酸化物を含む。好ましくは、導電性プローブ先端部は、紫外光ならびに可視波長に対して透過的な導電性メッシュである。
【０００８】
半導体製品用（またはモニター）ウェハにおいて、半導体と半導体の界面、半導体と絶縁体の界面、または半導体−金属の界面における仕事関数の差異を測定するための方法が、さらに開示される。高輝度の変動光（ｖａｒｙｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ）が試料ウェハに照射される。前記ウェハについての開路電圧特性は、前記光に応答して測定される。開路電圧特性は、１つまたは複数の前記タイプの仕事関数のセットにおける仕事関数差異特性を表す。前記の最大開路電圧特性、および界面の一方の側の仕事関数に関する既知の値を利用して、少なくとも１つの前記タイプの界面のドーピング特性が決定される。
【０００９】
試料半導体ｐ−ｎ接合におけるエミッタおよびベースのドーピング濃度の非接触特性評価のための方法が、さらに開示される。試料半導体は、導電性プローブ先端部と真空チャックとの間に配置される。光は、導電性プローブ先端部を通して試料に放射され、かつ、メッシュ板を通して放射された光が試料に衝突するとき（前、間、および後）、電圧応答は導電性プローブ先端部において検出される。
【００１０】
本発明の追加の特徴、利点、および実施形態については、以下の詳細な説明から明らかとなろう。また、前述の発明の概要および以下の詳細な説明の両方が、例示的であり、本発明の範囲を限定することなく更なる説明を提供することを意図していることは、理解されるべきである。
【００１１】
本発明をさらに理解するために含まれ、本明細書の一部に組み込まれ、かつそれを構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を例示し、詳細な説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態によるベンチトップ型システムの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による自動回転式マッパ型のシステムの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態による、プローブ先端部、反応測定空間、試料、および真空チャックを示す分解透視図である。
【図４】本発明の実施形態によるプローブ先端部の底面側の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態によるプローブ先端部の底面側の斜視図である。
【図６】本発明の実施形態によるプローブ先端部の底面側の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態によるプローブ先端部の底面側の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面、具体的には図１〜図６を参照して説明する。本発明の実施形態は、光起電性半導体試料の電圧応答特性および／または最大開路電圧（ＭＯＣＶ）を非接触で検知するための機器１１を対象とする。特に、機器１１は（ａ）検査中の光起電性試料に光を衝突させること、および（ｂ）光起電性試料２１への光の衝突に応答して発生する電圧応答特性を記録することを対象とする。光起電性半導体試料は、異なる仕事関数を有する２つの材料を含む少なくとも１つの界面を有する試料として、理解されたい。２つの材料は、（１）金属／半導体、（２）半導体／半導体、（３）半導体／絶縁体、または（４）絶縁体／絶縁体である可能性がある。
【００１４】
機器１１は、導電性プローブ先端部１５を通してフラッシュ光、パルス光、またはバースト光を放射するように構成された光源１３を含む。導電性プローブ先端部１５は、試料ウェハ２１が配置される容量性の試料ウェハ反応測定空間１９を形成するよう、真空チャックと空間的関係をもって配置されている。プローブ先端部１５および真空チャック１７は、コンデンサの平行板を形成し、測定がなされる場合、ほぼ０．００３インチ〜０．００５インチの間隔で配置される。試料ウェハ２１を含んでいる反応測定空間１９は、コンデンサの誘電体になる。プローブ先端部１５および真空チャック１７に対する試料ウェハ２１のこの空間的配置により、コンデンサにかかる電圧の測定が可能となる。電圧は、反応測定中の試料ウェハ２１の特定の物理的および／または電気的特性を表し、またはそれと互いに関係付けることができる。
【００１５】
さらに、反応測定下の試料ウェハ２１が照射される場合、コンデンサにかかる時間電圧応答の測定は、試料ウェハ２１の１つまたは複数の物理的および／または電気的特性を表す。「時間電圧応答」という語句は、試料ウェハ２１の照射の前、照射の間、照射の後を意味すると理解されたい。時間電圧応答の例示的なグラフでの表示は、電圧／時間のプロットまたは曲線である。本明細書に使用されるように、ＭＯＣＶは、機器１１の使用により取得できる１つの特性として理解されている。開回路電圧減衰（ＯＣＶＤ）は、機器１１を使用することにより取得できる別の例示的な特性である。
【００１６】
光源１３は、好ましくは、パルス状キセノンフラッシュランプなどの高輝度の広スペクトル光源である。フラッシュランプは、高い放射強度を有するマイクロ秒からミリ秒時間幅のパルスの広帯域光を生成し、高反復率で動作して紫外から赤外までの連続スペクトルにわたる光を生成することが可能である。そのようなフラッシュランプの１つは、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  ｍｏｄｅｌ  ＦＸ−４４００である。キセノンフラッシュランプの代替物は、白色光をパルス出力できる、高輝度ＬＥＤソリューションである。
【００１７】
好ましい実施形態において、光源１３によって生成されるあらゆる静電気干渉を回避するために、光源１３は、独立した筐体において、プローブ先端部１５および真空チャック１７から離れて配置され、電気的に絶縁される。導光ガイド１３ａ、被覆されたガラスロッドなどは、光源１３から放射された光をプローブ先端部１５に導くために利用される。
【００１８】
本発明の実施形態において、プローブ先端部１５は、反応測定空間１９の最も近くに遠位端１５ａを有する石英管である。供給源１３からの光は、プローブ先端部１５を通して導かれ、遠位端１５ａから出射する。プローブ先端部１５の遠位端１５ａは、本明細書で述べるように、コンデンサの１つの平板として機能する光透過性の導電層１５ｂを有する。供給源１３からの光は、導電層１５ｂを通して試料２１に到達する。
【００１９】
図６を参照する。光の通過が可能な導電層１５ｂに使用される１つの材料は、透過性の導電性酸化物である。そのような透過性の導電性酸化物の１つは、９１％のＳｎＯ２および９％のＩｎ２Ｏ３の代表的な組成を有するインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。スパッタリングは、プローブ先端部１５の遠位端１５ａにＩＴＯを好ましい厚さ２０００オングストロームまで堆積させるために使用される一般的な方法である。導電層１５ｂを測定回路に接続しているリード線１５ｃは、導電性エポキシを用いて接続される。しかしながら、ＩＴＯは、媒体を通過可能な光の波長（すなわち対応するエネルギー）に対して制限がある。ＩＴＯは、およそ３ｅＶを通過させることができる。
【００２０】
好ましい実施形態において、プローブ先端部１５の導電層１５ｂは、導電性メッシュ２３である。導電性メッシュ２３は、ほぼ平らであり、任意の波長の光が通過できるほどサイズが十分に大きな複数の間隙２３ｂまたは開口（孔）を形成する導電性材料（繊維または細糸）の格子２３ａを含む。例示的なメッシュは、１００メッシュサイズを有する導電性のより線または繊維の格子である。しかしながら、他のメッシュ寸法は、そのメッシュが光の任意の波長を通過させ、容量性平板として継続して機能できる条件で、使用可能である。シアノアクリレート接着剤または機能的等価物は、導電層１５ｂをプローブ先端部１５に、その遠位端１５ａにおいて固定するために、導電層１５ｂの外周部のまわりで使用される。図７は、導電性メッシュ２３の１つの構造の図においてズームを例示するために、スケールにおいてプローブ先端部１５に対して不相応に大きくなっている導電性メッシュ２３を示す。
【００２１】
本発明の実施形態において、半導体製品用（またはモニター）試料ウェハにおいて、半導体と半導体の界面、半導体と絶縁体の界面、または半導体と金属の界面における仕事関数の差異を測定するための方法が開示される。この方法は、高輝度の変動光を前記ウェハに照射する工程を含む。開路電圧特性は、この特性が前記光に応答するので、前記ウェハについて測定される。測定開路電圧特性は、界面の１つまたは複数の仕事関数のセットにおける仕事関数差異特性を表し、および／または、それと関連付けることができる。測定開路電圧特性を利用して、かつ、界面の一方の側の仕事関数の既知の値もまた利用して、少なくとも１つの前記タイプの界面について、ドーピング特性が決定される。
【００２２】
内蔵電位の測定からドーピングを抽出することに加えて、このパラメータには他の使用目的がある。これらは、以下を含む：
●太陽電池デバイス構造について、内蔵電位は、以下のものに対して非常に高感度である。
○拡散およびイオン注入後のｐ−ｎ接合分路
○組織化後の表面電荷の変化
○反射防止被膜付着後の表面電荷の変化
●高輝度および紫外線多重量子井戸ＬＥＤ
○基板ドーピング濃度の変化
○バッファ領域の厚さおよび合金組成の変化
○エミッタおよびベースドーピングのばらつき
○多重量子井戸領域の厚さおよび合金組成の変化
●ＨＥＭＴ構造について
○基板ドーピング濃度の変化
○バッファ層の厚さおよび合金組成のばらつき
○チャネル層のドーピングおよび２次元電子ガスのキャリア濃度の変化
○バリア層の合金組成および厚みの変化
○キャッピング層のドーピング、厚み、および合金組成のばらつき
【００２３】
本発明の実施形態において、高輝度の変動光を前記ウェハに照射するステップは、導電性プローブ先端部１５を通してバースト光を放射することを含む。導電性プローブ先端部１５は、試料ウェハ２１が配置される試料ウェハの反応測定空間１９を形成するよう、真空チャック１７と空間的関係をもって配置される。
【００２４】
好ましい実施形態において、「開路電圧特性を測定する」ステップは、導電性プローブ先端部１５、試料ウェハ２１を含む反応測定空間１９および真空チャック１７にわたって測定される時間電圧応答を測定することをさらに含む。
【００２５】
好ましい実施形態において、「ドーピング特性を決定する」ステップは、開路電圧が比較され、互いに関係付けられる最適な所望のドーパント特性を有している特定の界面について、内蔵電位とドーピングとを関連付ける、既知の解析式を利用することを含む。
【００２６】
一例として、非縮退ドープ太陽電池のｐ−ｎ接合間、またはシリコン光検出器間の関係が挙げられ、その場合に、下記に記載の、標準教科書の式Ｅ１が適用される。Ｓｉｍｏｎ  Ｍ．Ｓｚｅ、「Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ」、出版社：Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、３版（２００６年１０月２７日）。これらの適用例を使用して、一般的にデンバー電位に関する小さな修正は必要とされるが、標準教科書のＥ１の式は、非常に適切に機能する。
【００２７】
あるいは、「ドーピング特性を決定する」ステップは、既知のドーパント濃度を有する既知のサンプルからのドーパント濃度の実験結果を利用する工程、および、対応する時間電圧応答とドーパント濃度とを比較し、互いに関係付ける工程を含む。例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）ＬＥＤの場合、界面分極による電位変化ならびに例えば基板／バッファ層界面における電位変化が原因となり、ドーピングの抽出を困難にする可能性がある。これらのより複雑な適用例の場合、開路電圧（ＯＣＶ）方法の校正は、特定のデバイス設計、パラメータ選択などに基づいて行われなければならない。
【００２８】
「ドーピング特性を決定する」の更なる代替法は、対応する時間電圧応答とドーパント濃度とを互いに関係付けるために、ＴＣＡＤ（テクノロジＣＡＤ）を使用して数値モデリングを利用することを含む。ＴＣＡＤデバイスモデルは、ＨＢ（高輝度）ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、ＨＥＭＴ構造に基づいたＧａＮ／ＡｌＧａＮ、およびほとんどの任意の太陽セル設計について、一般的に利用可能である（ＳｉｌｖａｃｏまたはＳｙｎｏｐｓｉｓ参照）。
【００２９】
例示的な方法
限定されることは意図しないが、例として、試料半導体ｐ−ｎ接合のエミッタおよびベースドーピング濃度の特性を示すために、下記の非接触な方法が利用される。本方法は、単純なｐ−ｎ接合についての、機器１１の一使用例であり、かつ本明細書に開示される方法である。デバイスタイプごとに、その材料の特性および構造（または意図している材料の特性および構造）に基づいて、試料をモデル化する異なる数式がある。本明細書に挙げられる例では、最も基本の／教科書の式が利用できる。本発明の適用例は、本例を越えて、かつ、より複雑な半導体構造によって拡張される。
【００３０】
試料半導体２１は、導電性プローブ先端部１５と真空チャック１７との間に配置される。光は、導電性プローブ先端部１５を介して試料２１に放射され、かつ、導電性プローブ先端部１５を介して放射された光が試料２１に衝突するとき（前、間、および後）、電圧応答は導電性プローブ先端部１５において検出される。
【００３１】
本発明の方法の実施形態において、導電性プローブ先端部１５は、反応測定空間１９の最も近い遠位端１５ａにおいて透過性の導電性酸化物の被膜２７を有する石英管２５である。好ましくは、プローブ先端部１５は、管入口においてより多くの光を取り込むことができるように先細りされており、一方で管出口の光密度を増加させる。光は、先細り状の石英管２５を通して、さらに被膜２７を通して導かれ、試料２１に衝突する。図６を参照して、プローブ先端部１５の遠位端１５ａは、側面の上方へある長さを被膜２７で覆われる。
【００３２】
本発明の方法の好ましい実施形態において、導電性プローブ先端部１５は、遠位端１５ａにおいて導電性メッシュ２３を含む。光（赤外から紫外）は、導電性メッシュ２３を通過して試料２１に衝突する。導電性メッシュ２３は、ほぼ平らであり、任意の波長の光が通過できるほどサイズが十分に大きな複数の間隙２３ｂまたは開口（孔）を形成する、導電性材料（繊維または細糸）の格子２３ａを備える。
【００３３】
復帰接点として真空チャック１７を使用して、導電性プローブ先端部１５と真空チャック１７にかかる電圧応答は増幅され記録される。測定開路電圧（ＯＣＶｍｅａｓ）は、電圧応答から特定される。測定内蔵電位（Ｖｂｉｍｅａｓ）は、ＯＣＶｍｅａｓを修正することによって得られ、１つまたは複数のプリアンプ利得、不完全な光平坦化（ｐｈｏｔｏ−ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ）、デンバー電位、表面光起電力、裏面光起電力、および／または（多重量子井戸構造に関する）分極効果を補正する。
【００３４】
渦電流測定値（Ｅｄｄｙｍｅａｓ）は、試料について取得され記録される。さらに、次の試料パラメータ、すなわちエミッタ領域およびベース領域の厚さおよび移動度情報（ｔｎ、μｎ、ｔｐ、μｐ）のいくつかまたは全てが取得される。
【００３５】
反復法は、エミッタドーパント濃度（ＮＤ）およびベースドーパント濃度（ＮＡ）を逐次変更するように使用され、Ｖｂｉｃａｌｃと測定内蔵電位（Ｖｂｉｍｅａｓ）との間で収束が得られるまで以下の式を解く。
（ａ）エミッタドーパント濃度（ＮＤ）、エミッタ厚（ｔｎ）、エミッタ移動度（μｎ）、ベース厚（ｔｐ）、およびベース移動度（μｐ）と共に、渦電流（ＥｄｄｙまたはＥｄｄｙｍｅａｓ）とベースドーパント濃度（ＮＡ）とを関連付ける、Ｅｄｄｙ式（Ｅ２）、および
（ｂ）計算された内蔵電位（Ｖｂｉｃａｌｃ）とエミッタドーパント濃度（ＮＤ）およびベースドーパント濃度（ＮＡ）とを関連付ける、Ｖｂｉｃａｌｃ式（Ｅ１）。
【００３６】
反復法ステップにより収束に帰着する、エミッタドーパント濃度（ＮＤ）およびベースドーパント濃度（ＮＡ）は、続いて記録される。
【００３７】
Ｖｂｉｃａｌｃ式（Ｅ１）は、計算された内蔵電位（Ｖｂｉｃａｌｃ）とエミッタドーパント濃度（ＮＤ）およびベースドーパント濃度（ＮＡ）とを関連付ける。
【数１】
2017508272.tif 000003
【００３８】
エミッタドーパント濃度（ＮＤ）、エミッタ厚（ｔｎ）、エミッタ移動度（μｎ）、ベースドーパント濃度（ＮＡ）、ベース厚（ｔｐ）、およびベース移動度（μｐ）と、渦電流（ＥｄｄｙまたはＥｄｄｙｍｅａｓ）とを関連付けるために、Ｅｄｄｙ式（Ｅ２）は導き出される。Ｅｄｄｙ式（Ｅ２）は、ベースドーパント濃度（ＮＡ）について解かれる。
【数２】
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ここで、Ｅｄｄｙは、測定渦電流シート抵抗として定義される。
【００３９】
これは、各方程式がＮＡおよびＮＤの２つの未知の値を共有している、２つの方程式（Ｅ１およびＥ２）という結果になる。２つの方程式は、反復によって解かれる。例示的な実施形態において、反復は、以下の通りに行われる。
【００４０】
反復ステップ：エミッタドーパント濃度（ＮＤ）は、推測される（ＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓ）。推測値（ＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓ）は、Ｅｄｄｙ式（Ｅ２）に挿入され、ベースドーパント濃度推測値（ＮＡ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓ）を提供する。ＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓおよびＮＡ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓの両方は、Ｖｂｉｃａｌｃ式（Ｅ１）に挿入され、Ｖｂｉｃａｌｃ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓを得る。Ｖｂｉｃａｌｃ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓは、測定内蔵電位（Ｖｂｉｍｅａｓ）と比較され、第ｉ番目の誤差が得られる（ｄｉｆｆ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓ）。
【００４１】
第１の推測値を用いて上記の反復ステップが実行され、結果的にＶｂｉｃａｌｃ−１ｓｔ  ｇｕｅｓｓおよびｄｉｆｆ−１ｓｔ  ｇｕｅｓｓになる。次に、ＮＤの第２の推測値（ＮＤ−２ｎｄ  ｇｕｅｓｓ）を用いて、反復ステップが繰り返され、Ｖｂｉｃａｌｃ−１ｓｔ  ｇｕｅｓｓおよびｄｉｆｆ−２ｎｄ  ｇｕｅｓｓが得られる。
【００４２】
収束チェックステップ：ｄｉｆｆ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓがｄｉｆｆ−ｉ−１  ｇｕｅｓｓより小さい場合、そのときＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓは、エミッタドーパント濃度（ＮＤ）の正しい解の方へ収束している。反対に、ｄｉｆｆ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓがｄｉｆｆ−ｉ−１  ｇｕｅｓｓより大きい場合、そのときＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓは、エミッタドーパント濃度（ＮＤ）の正しい解からずれている。
【００４３】
上記の収束チェックステップは、収束またはずれを識別するために、実行される。現在の推測値（ＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓ）が収束している場合、反復ステップおよび収束チェックステップが繰り返され、ｄｉｆｆ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓが収束（所定の許容度レベル）に到達するまで、収束している計算結果を維持するように、エミッタドーパント濃度の推測値を逐次変更する。
【００４４】
収束点に対応するＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓは、試料に関する解かれたエミッタドーパント濃度である。同様に、（収束点に対応する）ＮＤ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓを使用して２次方程式から計算される、対応するＮＡ−ｉｔｈ  ｇｕｅｓｓは、試料のベースドーパント濃度の解である。
【００４５】
本発明の特定の実施形態が、添付図面を参照して本明細書で詳細に説明されたが、本発明はそれらの特定の実施形態に限定されないこと、および、ステップの省略またはステップの順序の可換性を含む、様々な変更および修正は、本発明の範囲または趣旨を逸脱することなく、当業者によって本明細書で行ってもよいことは、理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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