強度對應(yīng)的電流或電壓等電氣信號的微波檢測器或者(檢波器)。
[0047]由反射電磁波強度檢測單元7檢測的反射波差信號Rtl的強度由于針對樣品20的測定部位的第一激發(fā)光的照射而發(fā)生變化。具體地，反射波差信號Rtl的強度在由于相當于第一激發(fā)光(脈沖光)的照射而暫時變強之后進行衰減。此外，在測定部位中雜質(zhì)或缺陷等越多，反射波差信號Rtl的強度的峰值越小，其衰減時間(載流子壽命)也越短。
[0048]在此，關(guān)于由于第一激發(fā)光(脈沖光)的照射而發(fā)生變化的反射波差信號Rtl的強度，其峰值或在產(chǎn)生峰值之后到衰減為規(guī)定電平的時間(衰減時間:壽命(lifetime)值)成為對樣品20的迀移率進行評價的指標值。
[0049]信號處理裝置8是對由反射電磁波強度檢測單元7檢測的反射波差信號Rtl的強度的變化的峰值Sp進行檢測并將其檢測結(jié)果向評價單元9傳輸?shù)难b置。更具體地，信號處理裝置8將來自評價單元9的定時信號的輸入作為觸發(fā)器來對反射波差信號Rtl的變化進行規(guī)定時間監(jiān)視，檢測在其期間得到的反射波差信號Rtl的電平的最高值來作為反射波差信號Rtl的強度的變化的峰值Sp。在此，信號處理裝置8具備對反射波差信號Rtl實施延遲處理的延遲電路，對延遲處理后的信號以規(guī)定的采樣頻率依次檢測信號強度，根據(jù)其檢測值的變化來檢測反射波差信號Rtl的強度的變化的峰值Sp。
[0050]作為評價單元9，能夠使用具備CPU、存儲部、輸入輸出信號的接口等的計算機，通過CHJ執(zhí)行規(guī)定的程序來執(zhí)行各種處理。
[0051]例如，評價單元9對第一激發(fā)光照射單元I和信號處理裝置8輸出表示激發(fā)光的輸出定時的定時信號，并且，導(dǎo)入由信號處理裝置8檢測的反射波差信號Rtl的峰值Sp并記錄到該評價單元9所具備的存儲部中。與檢測數(shù)據(jù)符合的所記錄的反射波差信號Rtl被用于樣品20的載流子迀移率的評價。
[0052 ]此外，工作臺控制器1按照來自評價單元9的指令來控制X-Y工作臺11，由此，進行樣品20中的測定部位的定位控制。
[0053]在X-Y工作臺11的上側(cè)設(shè)置有樣品臺(未圖示)。樣品臺是由鋁、不銹鋼或鐵等金屬或者其他的導(dǎo)體構(gòu)成的板狀構(gòu)件(以下，有時稱為“導(dǎo)體構(gòu)件”)。在其上側(cè)設(shè)置有基板保持部(未圖示)，進而，在該基板保持部之上載置樣品20。由此，樣品臺被配置在與對樣品20照射前述第一微波Op11、Op12的側(cè)相反的一側(cè)即樣品20的下側(cè)。
[0054]基板保持部是相對于樣品臺而被固定在其上側(cè)的固體的電介質(zhì)。基板保持部是插入到作為樣品的基板與作為導(dǎo)體構(gòu)件的樣品臺之間的固體的電介質(zhì)，其材質(zhì)例如為玻璃或陶瓷等折射率比較大的電介質(zhì)。由此，將基板保持部作為介質(zhì)的微波的波長變短，作為基板保持部，能夠采用厚度更薄的輕量的基板保持部。
[0055]以上，根據(jù)本發(fā)明的用于評價迀移率的結(jié)構(gòu)，通過從第一激發(fā)光照射單元I照射的第一激發(fā)光而在氧化物半導(dǎo)體薄膜中生成光激發(fā)載流子，并且，光激發(fā)載流子由于從電磁波照射單元3照射的微波的電場而進行運動，其運動狀態(tài)由于半導(dǎo)體中的雜質(zhì)、缺陷等的存在而受到影響。因此，使用反射電磁波強度檢測單元7對來自樣品的反射微波的強度進行檢測，并且，使用評價單元9進行解析，由此，能夠評價迀移率。特別地，能夠根據(jù)反射微波的強度變?yōu)榉逯档闹祦碓u價迀移率。此時，評價單元9對由X-Y臺11等構(gòu)成的工作臺的位置進行控制，由此，也能夠進行對規(guī)定的范圍的結(jié)晶性(crysta11 ine)進行判定的映射(mapping)測定。
[0056]接著，基于圖1來對評價應(yīng)力耐性的情況下的裝置結(jié)構(gòu)進行說明。用于評價應(yīng)力耐性的裝置結(jié)構(gòu)由圖1所示的結(jié)構(gòu)之中的第二激發(fā)光照射單元2、發(fā)光強度測定單元19、應(yīng)力耐性的評價單元9構(gòu)成。此外，作為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)而具備:光引導(dǎo)路徑18、工作臺控制器10、X-Y工作臺U、樣品臺(未圖示)、基板保持部(未圖示)、例如反射鏡等光路變更單元12、13、14、以及聚光透鏡16。只要光路變更單元能夠可動，則能夠?qū)⒐饴纷兏鼮槠谕慕嵌龋虼?，是?yōu)選的。再有，關(guān)于標注了與上述迀移率的裝置結(jié)構(gòu)相同的號碼的部分，存在省略說明的情況。
[0057]第二激發(fā)光照射單元2具有輸出向樣品20照射的第二激發(fā)光的光源，利用第二激發(fā)光的照射從氧化物半導(dǎo)體薄膜生成光致發(fā)光光。優(yōu)選的是，具有輸出相當于在氧化物半導(dǎo)體薄膜的帶隙中存在的缺陷能級的能量的光源。通過輸出相當于在氧化物半導(dǎo)體薄膜的帶隙中存在的缺陷能級的能量，從而能夠觀測參與帶隙中的發(fā)光的缺陷能級。此外，具有輸出僅從氧化物半導(dǎo)體薄膜激發(fā)例如1.6?1.9eV的特定的波長的光致發(fā)光光的能量的光源也是優(yōu)選的。這是因為，在1.6?1.9eV的范圍中觀察的發(fā)光強度和AVth大體上具有良好的相關(guān)關(guān)系，適合于應(yīng)力耐性的評價。
[0058]作為第二激發(fā)光照射單元，例如，只要將紫外線激光器用于光源即可。具體地，使用將波349nm、脈沖激光器的功率IyJ/脈沖、脈沖寬度15ns左右、光束直徑1.5_左右的脈沖狀的紫外線即YLF激光三次諧波等出射為激發(fā)光的半導(dǎo)體激光器等是優(yōu)選的。除此之外，也能夠利用He-Cd激光器、氬離子激光器等來作為能夠照射連續(xù)光的激光光源。
[0059]此外，在第二激發(fā)光照射單元2為脈沖激光器的情況下，將從評價單元9傳輸來的在圖中以虛線示出的定時信號的輸入作為觸發(fā)器來輸出作為第二激發(fā)光的脈沖光。另一方面，在產(chǎn)生連續(xù)光的激光器中，從評價單元9傳輸例如TTL的高電平等的ON(接通)信號，從需要的時間例如I OOmS到幾秒期間輸出激光。
[0060]從第二激發(fā)光照射單元2照射的第二激發(fā)光通過與第一激發(fā)光同一光路照射到樣品20。在光路中，優(yōu)選具備聚光透鏡16，由此，能夠高效率地收集發(fā)光的發(fā)光光。在圖示例子中，從第二激發(fā)光照射單元2輸出的第二激發(fā)光依次被反射鏡13、14、12反射，并且，被聚光透鏡16聚光，通過設(shè)置在第一波導(dǎo)管6a的微小開口 6c，通過該第一波導(dǎo)管6a的與樣品20接近的端部的開口部6d，對與第一激發(fā)光同一樣品20的測定部位進行照射。由此，在樣品20中的作為微小的激發(fā)光照射區(qū)域的測定部位激發(fā)光致發(fā)光光。像這樣，通過對與第一激發(fā)光同一測定部位照射第二激發(fā)光，從而能夠評價在同一測定部位的迀移率和可靠性。
[0061]在光引導(dǎo)路徑18的頂端開口部捕捉利用第二激發(fā)光的照射而從樣品20的測定部位發(fā)光的光致發(fā)光光并且將其引導(dǎo)到發(fā)光強度測定單元19中。此時，當在樣品20的測定部位附近設(shè)置具有橢圓面的反射鏡17時，通過橢圓面反射鏡17對散射的光致發(fā)光光進行反射，能夠聚光到反射后的焦點，因此，是優(yōu)選的。此外，如圖4所示那樣，只要在橢圓面反射鏡17的反射焦點處設(shè)置光引導(dǎo)路徑18的入射口，則能夠高效地聚光，因此，是優(yōu)選的。作為光引導(dǎo)路徑18，只要為能夠低損失地將聚光后的光致發(fā)光光引導(dǎo)到發(fā)光強度測定單元19中的光引導(dǎo)路徑即可，例如，可舉出光纖。
[0062]波長分解被引導(dǎo)到發(fā)光強度測定單元19中的光致發(fā)光光，記錄各光譜的發(fā)光強度。作為發(fā)光強度測定單元19，例如，優(yōu)選具備使用光譜儀遍及可見光區(qū)域測定全部光譜并從其中提取在1.6?1.9eV的范圍中觀察的峰值強度的功能。此外，關(guān)于上述發(fā)光強度測定單元19，也能夠組合光譜儀；電荷親合元件((XD:Charge Coupled Device)、光電倍增管、光光接收元件等光感測單元；以及僅選擇性地透射1.6?1.9eV的光的濾光片(filter)來使用。此夕卜，優(yōu)選的是，上述發(fā)光強度測定單元19具備配合前述激發(fā)光的照射時間來進行測定的觸發(fā)器。利用從評價單元9傳輸?shù)郊す馄鞯挠|發(fā)信號將發(fā)光強度測定單元19限定在照射激光的時間內(nèi)進行強度測定，由此，能夠高靈敏度地進行測定。
[0063]由發(fā)光強度測定單元19處理的各種測定數(shù)據(jù)被傳輸?shù)皆u價單元9中。在評價單元9中，作為測定數(shù)據(jù)而導(dǎo)入分光后的光譜來進行波形解析，計算所設(shè)定的能量的發(fā)光強度比。在評價單元9中，對第二激發(fā)光照射單元2輸出表示激發(fā)光的輸出定時的定時信號，并且，將由發(fā)光強度測定單元19輸出的光譜的強度值記錄到該評價單元所具備的存儲部中，此外，根據(jù)存在于1.6?1.9eV的范圍的寬(broad)的峰值計算峰值強度。能夠使用所得到的數(shù)據(jù)來進行應(yīng)力耐性的評價。
[0064]如圖1所示，在向樣品20的同一測定部位照射第一激發(fā)光和第二激發(fā)光的情況下，只要以從與第一激發(fā)光相同地將第二激發(fā)光引導(dǎo)到樣品20的測定處的波導(dǎo)管6a的微小開口部6c通過樣品20側(cè)的開口部6d進行照射的方式適當設(shè)置光路變更單元即可。此外，