TWI431265B - 氫含有率取得裝置及氫含有率取得方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率之技術。
近年來，由於對地球環境問題之關注的日益增高，利用乾淨太陽光的太陽電池之開發不斷進行，尤其是可實現大面積化及低成本化之薄膜矽太陽電池作為下一代之太陽電池而受到注目。於薄膜矽太陽電池之製造中，藉由CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)法等而於玻璃基板上形成非晶矽膜(以下，簡稱為「矽膜」)。
再者，於日本專利特開2003-302334號公報(文獻1)及日本專利特開2004-93436號公報(文獻2)中，揭示有於基板上之薄膜多層構造中，使用有效介質近似理論而求出均質膜之光學常數的方法。
然而，已知於以CVD法形成之矽膜中包含有SiH及SiH2
，並且SiH2
會引起光劣化，矽膜中所包含之SiH2
的含有率會對薄膜矽太陽電池之轉換效率造成較大之影響。因此，測定矽膜中之氫含有率(尤其是SiH2
之含有率)對於薄膜矽太陽電池之品質管理而言極為重要。
紅外分光裝置可藉由對形成於矽基板上之矽膜取得紅外線吸收光譜，由該光譜檢測出SiH鍵結及SiH2
鍵結所引起之波峰，而測定SiH之含有率及SiH2
之含有率，然而於矽膜形成在玻璃基板上之情況，由於玻璃基板中之紅外線的反射而難以高精度地測定該含有率。因此，謀求一種即便對於玻璃基板上之矽膜，亦可高精度地求出SiH之含有率及SiH2
之含有率的新穎方法。
本發明之目的在於提供一種對於取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率的氫含有率取得裝置，可高精度地求出矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率的新穎方法。
本發明之氫含有率取得裝置係取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率者，其包含：分光橢圓偏光計；記憶部，其記憶將既定之參數組之值與SiH之含有率及SiH2
之含有率建立關聯的參照資訊；及含有率運算部，其從藉由以分光橢圓偏光計對於對象物上之矽膜進行測定而取得的測定光譜，求出參數組之值，基於參數組之值及參照資訊，求出SiH之含有率及SiH2
之含有率。
根據本發明，可使用分光橢圓偏光計而高精度地求出矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率。
於本發明之一較佳實施形態中，參數組之1個為第1偏移量，其係屬於作為基準之矽膜的介電函數之虛部之峰值的參照峰值、與由測定光譜導出的介電函數之虛部之峰值之差；參數組之另1個為第2偏移量，其係參照峰值所對應之振動頻率、與由測定光譜導出的介電函數之虛部之波峰處的振動頻率之差；且參照資訊包含以第1偏移量及第2偏移量作為變數而表示SiH之含有率及SiH2
之含有率各者的函數。
於該情況，較佳為含有率運算部使用包含因SiH及SiH2
各者之存在而於矽膜中產生之空隙(void)的體積分率作為參數的有效介質理論，求出對象物上之矽膜的第1偏移量及第2偏移量之值。藉此，可更高精度地求出矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率。
於本發明之一較佳實施形態中，參數組之值包含由測定光譜導出的介電函數之虛部之峰值以及波峰處之振動頻率。
於本發明之一態樣中，對象物為太陽電池用之基板，於該情況，可適當地進行太陽電池之品質管理。
本發明亦面向取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率的氫含有率取得方法。
上述目的及其他目的、特徵、態樣及優點將藉由以下參照隨附圖式對本發明進行的詳細說明而明確。
圖1係表示本發明之一實施形態之氫含有率取得裝置1的立體圖。氫含有率取得裝置1係取得形成於薄膜矽太陽電池用之玻璃基板9上的非晶矽膜(以下，簡稱為「矽膜」)中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率(以下，亦總稱為「氫含有率」)者。玻璃基板9之尺寸為例如1～2米(m)見方。
氫含有率取得裝置1包括對玻璃基板9上攝影之攝影部2、用於取得下述之測定光譜之分光橢圓偏光計3、可於圖1中之Y方向上移動之Y方向移動部4、可於圖1中之X方向上移動之X方向移動部5、以及包含執行各種運算處理之CPU及記憶各種資訊之記憶體等的電腦6，電腦6係發揮作為控制氫含有率取得裝置1之各構成之控制部的作用。X方向移動部5係設置於Y方向移動部4上，且於X方向移動部5上固定有攝影部2及分光橢圓偏光計3。於氫含有率取得裝置1中，可將分光橢圓偏光計3之光的照射位置自由地配置於玻璃基板9上之各位置上。
分光橢圓偏光計3包含配置於玻璃基板9之上方(圖1中之(+Z)側)的照明部31及光接收部32，自照明部31朝向玻璃基板9照射偏光之白色光，並藉由光接收部32接收來自於玻璃基板9之反射光。光接收部32包含反射光入射之檢偏元件及取得反射光之分光強度的分光器，且將檢偏元件之旋轉位置及藉由分光器所取得的反射光之分光強度向電腦6輸出。於電腦6中，求出p偏光成分與s偏光成分之相位差及反射振幅比角，作為數種振動頻率(或者波長)之光之各者的偏光狀態。即，取得相位差及反射振幅比角之頻譜(以下，總稱為「測定光譜」)。
圖2係表示電腦6之構成之圖。電腦6具有將執行各種運算處理之CPU61、記憶基本程式之ROM 62及記憶各種資訊之RAM 63連接於匯流排線的一般電腦系統構成。於匯流排線上進一步經由介面(Interface，I/F)等而適當地連接有進行資訊記憶之固定磁碟65，進行各種資訊之顯示的顯示器66，接受來自於操作者之輸入的鍵盤67a及滑鼠67b，自光碟、磁碟、磁光碟等電腦可讀取之記錄媒體81進行資訊讀取或者將資訊寫入至記錄媒體81中的讀取/寫入裝置68，以及與外部進行通訊之通訊部69。
於電腦6中，事先經由讀取/寫入裝置68而自記錄媒體81讀出程式810，且記憶於固定磁碟65中。然後，藉由將程式810複製至RAM63中，並且CPU61依照RAM63內之程式執行運算處理(即，藉由使電腦執行程式)，電腦6進行作為下述運算部之處理。
圖3係表示藉由CPU61依照程式810進行動作而實現CPU61、ROM62、RAM63、固定磁碟65等的功能構成之方塊圖。於圖3中，運算部7之含有率運算部71及參照資訊生成部73係藉由CPU61等而實現之功能，記憶部72係藉由固定磁碟65等而實現之功能。再者，運算部7之功能可藉由專用之電路實現，亦可局部使用電路。
繼而，對氫含有率取得裝置1的氫含有率測定原理進行闡述。此處，將CVD步驟中之矽基板之加熱溫度設定為310℃、280℃、230℃、180℃、130℃、80℃，於數個矽基板上依序形成矽膜，藉此準備SiH之含有率及SiH2
之含有率中至少一者互不相同的數個矽膜。表1表示矽基板上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率，且於第一行記載有「基板溫度」之行中，表示有形成矽膜時的矽基板之加熱溫度。
如表1所示，於加熱溫度最低之矽膜(基板溫度為80℃)中，SiH之含有率(表1中為原子百分比)及SiH2
之含有率為最大，而於加熱溫度最高之矽膜(基板溫度為310℃)中，SiH之含有率及SiH2
之含有率為最小。
圖4係表示上述數個矽膜之介電函數之圖。介電函數ε係以包含實部ε1
與虛部ε2
的複函數而表達(即，將虛數單位設為i，(ε=ε1
+iε2
))，圖4之縱軸表示介電函數之虛部ε2
，橫軸表示振動頻率所對應之光子能。圖4中，於表示各矽膜之介電函數(之虛部ε2
)的線上附有形成該矽膜時之加熱溫度。再者，圖4之介電函數係自以分光橢圓偏光計3取得之測定光譜中抽取者，係未使用下述之Tauc-Lorentz模型而求得者。以下，於簡稱為介電函數之情況，其含義為包含實部與虛部之複介電函數(複介電係數)。
如圖4所示，上述數個矽膜之介電函數互不相同，且於虛部ε2
到達波峰之振動頻率附近，虛部ε2
之值的差異變得顯著。本發明者認為該差異依賴於SiH之含有率及SiH2
之含有率的差異，本實施形態著眼於數個矽膜的虛部ε2
之峰值的差異、及波峰處之光子能(或者振動頻率)之差異。
具體而言，於氫含有率取得裝置1的氫含有率測定中，將SiH之含有率及SiH2
之含有率最小之矽膜，即表1中的基板溫度為310℃之矽膜設為作為基準之基準矽膜。並且，將基準矽膜之介電函數中虛部ε2
的峰值(以下，稱為「參照峰值」)與其他各矽膜(以下，稱為「樣本矽膜」)之介電函數中虛部ε2
的峰值之差理解為應關注之1個參數(以下，稱該差為「第1偏移量」)。於圖4中，以附有符號A1之箭頭的長度表示成膜時之加熱溫度為80℃之樣本矽膜的第1偏移量之值。又，亦將基準矽膜之參照峰值所對應之振動頻率(或者，光子能)與各樣本矽膜之介電函數之虛部ε2
之波峰處的振動頻率之差理解為應關注之另1個參數(以下，稱該差為「第2偏移量」)。於圖4中，以附有符號B1之箭頭的長度表示相當於成膜時之加熱溫度為80℃之樣本矽膜之第2偏移量的值。
另一方面，於矽膜中含有SiH及SiH2
之情況，會因SiH及SiH2
各者之存在(即，伴隨SiH及SiH2
各者)而於矽膜中產生空隙。因此，因SiH之存在而於樣本矽膜中產生之空隙的體積分率為fH
，因SiH2
之存在而於樣本矽膜中產生之空隙的體積分率為fHH
，並設SiH之含有率及SiH2
之含有率最小之基準矽膜的介電函數為ε310
，真空之介電函數為εb
，則認為根據有效介質近似，產生空隙之樣本矽膜的介電函數εh
滿足式1。
再者，式1中亦可考慮SiH之體積分率及介電函數，以及SiH2
之體積分率及介電函數，然而於式1中省略該等參數，以實現運算之簡便化。式1中之fH
亦可理解為基準矽膜中因SiH之存在而產生之空隙的體積分率與樣本矽膜中因SiH之存在而產生之空隙的體積分率之差(對於fHH
而言亦相同)。
於氫含有率取得裝置1中，使用式1導出SiH之含有率及SiH2
之含有率與第1偏移量及第2偏移量之值的關係(即，圖3之參照資訊721)作為預處理，於測定玻璃基板9上之矽膜時，使用式1而確定該矽膜的第1偏移量及第2偏移量之值，藉此可高精度地取得該矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率。以下，關於參照資訊721之生成及對玻璃基板9上之矽膜的測定依序進行詳細闡述。
再者，可認為各樣本矽膜之第1偏移量係因依賴於SiH及SiH2
之空隙的存在(或者與基準矽膜相比空隙體積分率之增大)而產生的介電係數自基準矽膜之介電函數的變化。又，由於氫含有率存在差異會引起矽膜之帶隙變化(即，由於氫含有率之增加會引起光子能產生變化)，故而可認為第2偏移量係起因於SiH及SiH2
自身。
圖5係表示預處理即生成參照資訊721之處理的流程之圖。於生成參照資訊721時，首先一面變更成膜條件，一面以CVD法於數個矽基板上形成矽膜(步驟S11)。於本實施形態中，如上述所說明般，係將CVD步驟中矽基板之加熱溫度設定為310℃、280℃、230℃、180℃、130℃、80℃，而於數個矽基板上依序形成矽膜。以CVD法形成之矽膜為非晶質。再者，矽膜中亦可包含微細之結晶矽。
繼而，藉由紅外分光裝置，如上述之表1所示地取得各矽基板上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率，並輸入至圖3之參照資訊生成部73中(步驟S12)。將CVD步驟中矽基板之加熱溫度變更數次而製作之數個矽膜中，SiH之含有率及SiH2
之含有率互不相同。於該處理中，將表1中的基板溫度為310℃之矽膜稱為基準矽膜，將其他矽膜稱為樣本矽膜。藉由上述步驟S11、S12之處理，可準備SiH之含有率及SiH2
之含有率為已知且作為基準之基準矽膜，與SiH之含有率及SiH2
之含有率為已知的其他數個樣本矽膜。再者，SiH之含有率及SiH2
之含有率互不相同的數個矽膜亦可藉由變更矽基板之加熱溫度以外之條件而製作。
準備好數個矽膜後，於圖1之分光橢圓偏光計3中，對各矽膜之既定位置(例如中央)照射偏光之白色光，並且接收來自於該矽膜之反射光而進行測定，於運算部7中取得測定光譜。於本實施形態中，係以使採用Tauc-Lorentz模型的理論上之相位差及反射振幅比角之頻譜最接近於測定光譜之方式，於既定之數值範圍內擬合(fitting)Tauc-Lorentz模型中之介電函數及膜厚。藉此，確定各矽膜之介電函數及膜厚(步驟S13)。當然，亦可採用Tauc-Lorentz模型以外之模型。
繼而，於參照資訊生成部73中，使用藉由上述步驟S13之處理所取得的各樣本矽膜之介電函數，及基準矽膜之介電函數ε310
(以下，稱為「基準介電函數ε310
」)，決定上述之式1(以下，稱為「有效介質理論式」)中的空隙之體積分率fH
、fHH
之值及真空之介電函數εb
。此時，有效介質理論式中之介電函數εh
之虛部係表示為使基準介電函數ε310
之虛部於介電係數之方向(圖4中之縱軸方向)上移動第1偏移量A，且於振動頻率之方向(圖4中之橫軸方向)上移動第2偏移量B所得者。又，根據克拉茂-克朗尼希關係式(Kramers-Kronig relation)，介電函數εh
之實部亦係使用基準介電函數ε310
、第1偏移量A及第2偏移量B表示。然後，以使採用第1偏移量A及第2偏移量B表示且滿足有效介質理論式之介電函數εh
最接近於所取得之樣本矽膜的介電函數之方式，擬合空隙之體積分率fH
、fHH
、真空之介電函數εb
、第1偏移量A及第2偏移量B。
如此，關於數個樣本矽膜，分別藉由對使用包含第1偏移量A及第2偏移量B作為參數之有效介質理論(本實施形態中為有效介質近似)而表示之介電函數，與採用Tauc-Lorentz模型而取得之介電函數進行比較，而決定樣本矽膜之體積分率fH
、fHH
、第1偏移量A及第2偏移量B之值(步驟S14)。再者，真空之介電函數εb
於所有樣本矽膜中均相同，係以使所有樣本矽膜之擬合程度增高之方式決定。
於參照資訊生成部73中，根據數個樣本矽膜之第1偏移量A及第2偏移量B之值，以及藉由步驟S12之處理所取得之SiH之含有率及SiH2
之含有率，生成以第1偏移量A及第2偏移量B作為變數而表示SiH之含有率及SiH2
之含有率各者的函數，作為參照資訊721(步驟S15)。例如，於將SiH之含有率表示為(α1‧A+α2‧B)，且將SiH2
之含有率表示為(α3‧A+α4‧B)之情況，於參照資訊生成部73中求出係數α1～α4。參照資訊721記憶於記憶部72中，且係為對下述未知之矽膜進行測定而準備。於預處理中，亦取得SiH之含有率與體積分率fH
之關係，及SiH2
之含有率與體積分率fHH
之關係，且該等亦可包含於參照資訊721中。
圖6係表示取得玻璃基板9上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2
之含有率之處理的流程之圖。於氫含有率取得裝置1中，搬入SiH之含有率及SiH2
之含有率為未知之玻璃基板9後，藉由以分光橢圓偏光計3對玻璃基板9上之矽膜的既定位置進行測定而取得測定光譜(步驟S21)。
於圖3之含有率運算部71中，有效介質理論式中之介電函數εh
之虛部表示為使基準介電函數ε310
之虛部於介電係數之方向(圖4中之縱軸方向)上移動第1偏移量A，且於振動頻率之方向(圖4中之橫軸方向)上移動第2偏移量B所得者。又，根據克拉茂-克朗尼希之關係式，介電函數εh
之實部亦係使用第1偏移量A及第2偏移量B表示。並且，將表示有效介質理論式中之介電函數εh
的第1偏移量A及第2偏移量B之值，有效介質理論式中之體積分率fH
、fHH
之值，以及矽膜之膜厚d之值變更數次，並且以使根據該等值而獲得之理論光譜(即，相位差及反射振幅比角之理論頻譜)最接近於測定光譜之方式進行擬合。藉此，決定作為擬合參數的體積分率fH
、fHH
、第1偏移量A、第2偏移量B及矽膜之膜厚d之值(步驟S22)。如上所述，有效介質理論式之介電函數εh
係藉由圖5之處理而求出。
上述擬合處理可理解為使藉由將基準介電函數ε310
之虛部於圖4中之縱軸方向及橫軸方向上偏移第1偏移量A及第2偏移量B而表示的介電函數εh
符合於由測定光譜導出之介電函數的處理。因此，可認為第1偏移量A為基準矽膜的介電函數之參照峰值(虛部之峰值)與由測定光譜導出的介電函數(即，可由測定光譜導出之介電函數)之虛部之峰值之差，第2偏移量B為該參照峰值所對應之振動頻率與由測定光譜導出的介電函數之虛部之波峰處的振動頻率之差。
如上所述，於參照資訊721中，包含以第1偏移量A及第2偏移量B作為變數而表示SiH之含有率及SiH2
之含有率各者的函數，藉由將第1偏移量A及第2偏移量B之值代入至該函數中，而確定SiH之含有率及SiH2
之含有率之值。即，基於第1偏移量A及第2偏移量B之值以及參照資訊721而求出SiH之含有率及SiH2
之含有率之值(步驟S23)。又，亦根據基準介電函數ε310
以及第1偏移量A及第2偏移量B之值而求出玻璃基板9上之矽膜的介電函數。
再者，亦可將表示有效介質理論式中之介電函數εh
的第1偏移量及第2偏移量各者表示為SiH之含有率及SiH2
之含有率之函數(即，使用SiH之含有率及SiH2
之含有率作為參數而表示有效介質理論式中之介電函數εh
)，而於步驟S22之擬合處理中直接求出SiH之含有率及SiH2
之含有率之值。於該情況，亦可理解為實質上係基於第1偏移量A及第2偏移量B之值以及參照資訊721而求出SiH之含有率及SiH2
之含有率。
表2表示氫含有率取得裝置1之測定結果及外部之紅外分光裝置之測定結果，其中第一行記作「分光橢圓偏光計」之行為氫含有率取得裝置1之測定結果，記作「紅外分光法」之行為紅外分光裝置之測定結果。因紅外分光裝置難以測定玻璃基板上之矽膜，故表2中係表示對藉由CVD法(電漿CVD法)而形成於矽基板之自然氧化膜上之矽膜進行測定的結果。藉由氫含有率取得裝置1而取得之SiH之含有率及SiH2
之含有率與藉由紅外分光裝置而取得之SiH之含有率及SiH2
之含有率大致一致。
圖7係表示上述矽基板上之矽膜的介電函數之圖。圖7中附有符號L1之實線表示以氫含有率取得裝置1且使用有效介質理論式而求得之介電函數，圖7中附有符號L2之數個圓表示自使用分光橢圓偏光計3取得之測定光譜中抽取之介電函數(未使用有效介質理論式而導出之介電函數)。又，圖7中左側之峰表示介電函數之實部ε1
，右側之峰表示虛部ε2
。根據圖7，可知以氫含有率取得裝置1且使用有效介質理論式而求得之介電函數與自測定光譜中抽取之介電函數非常一致，可求出適當之介電函數。
如以上所說明般，於氫含有率取得裝置1中，記憶有將包含第1偏移量及第2偏移量之參數組之值、與SiH之含有率及SiH2
之含有率建立關聯的參照資訊721。又，藉由以分光橢圓偏光計3對玻璃基板9上之矽膜進行測定而取得測定光譜。然後，根據該測定光譜求出該參數組之值，基於該參數組之值及參照資訊721而求出SiH之含有率及SiH2
之含有率之值。如此，於氫含有率取得裝置1中，可使用分光橢圓偏光計3而高精度地求出矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率。藉此，可對使用玻璃基板9而製造之太陽電池適當地進行品質管理。
且說，於日本專利特開2003-302334號公報及日本專利特開2004-93436號公報(上述文獻1及2)中，揭示有假定將數種材料簡單地混合而構成作為分析對象之膜的有效介質近似模型。相對於此，於本實施形態中，係使用構建將因矽膜中之SiH及SiH2
各者之存在而引起之空隙考慮在內的有效介質理論式，並且以第1偏移量及第2偏移量作為參數而表達有效介質理論式中之介電函數εh
的特徵性介電函數模型，從而使容易且高精度地求出SiH之含有率及SiH2
之含有率變得可實現。
此處，於使用紅外分光裝置測定矽膜中之氫含有率(即，SiH之含有率及SiH2
之含有率)之情況，當矽膜形成於玻璃基板上時，由於玻璃基板中之紅外線的反射而難以高精度地測定氫含有率。又，於紅外分光法中，當形成於基板上之膜為多層膜之情況，難以測定氫含有率。進一步，因紅外分光裝置為大型裝置，故難以移動該裝置而遍及基板上之廣範圍進行測定，為對基板上之各部位進行測定，必須切取該部位然後將其設置於紅外分光裝置中。
相對於此，於圖1之氫含有率取得裝置1中，因係使用分光橢圓偏光計3而取得矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率，故即便於矽膜形成於玻璃基板上之情況，亦可高精度地進行測定。又，即便形成於基板上之膜為多層膜，亦可藉由以擬合求出任一層之矽膜的第1偏移量及第2偏移量之值，而取得SiH之含有率及SiH2
之含有率。而且，分光橢圓偏光計3與紅外分光裝置相比較為小型，故可容易地移動分光橢圓偏光計3(無須切取基板)而遍及基板上之廣範圍進行測定。如此，氫含有率取得裝置1的氫含有率測定不受矽膜所形成之對象物的種類及尺寸之制約，又，即便於矽膜為多層膜的一部分之情況，亦可測定氫含有率。進而，氫含有率取得裝置1亦可與氫含有率同時取得矽膜之厚度或光學常數等。
繼而，對氫含有率取得裝置1之另一處理例進行闡述。該處理例之預處理中，於圖5之步驟S13中對基準矽膜及其他數個樣本矽膜使用Tauc-Lorentz模型而取得介電函數後，求出基準矽膜的介電函數之虛部之峰值即參照峰值、與各樣本矽膜的介電函數之虛部之峰值之差作為第1偏移量之值，且求出該參照峰值所對應之振動頻率、與樣本矽膜的介電函數之虛部之波峰處的振動頻率之差作為第2偏移量之值(步驟S14)。即，不使用有效介質理論式而求出各樣本矽膜之第1偏移量及第2偏移量之值。然後，與上述處理例同樣地，生成將第1偏移量及第2偏移量之值與SiH之含有率及SiH2
之含有率建立關聯的參照資訊(步驟S15)。
繼而，於測定玻璃基板9上之矽膜時，藉由以分光橢圓偏光計3對該矽膜進行測定而取得測定光譜(圖6：步驟S21)。繼而，根據測定光譜，使用Tauc-Lorentz模型而取得介電函數(即玻璃基板9上之矽膜的介電函數)，求出基準矽膜之參照峰值與該介電函數之虛部之峰值之差作為第1偏移量之值，且求出該參照峰值所對應之振動頻率與該介電函數之虛部之波峰處的振動頻率之差作為第2偏移量之值(步驟S22)。然後，基於第1偏移量及第2偏移量之值以及參照資訊而確定SiH之含有率及SiH2
之含有率(步驟S23)。如此，於本處理例中，係不使用有效介質理論式而求出矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率。
又，於氫含有率取得裝置1中，在準備將各樣本矽膜的介電函數之虛部之峰值及虛部之波峰處之振動頻率、與SiH之含有率及SiH2
之含有率建立關聯的參照資訊，測定氫含有率時，亦可基於藉由以分光橢圓偏光計3測定玻璃基板9上之矽膜而取得的介電函數之虛部之峰值及虛部之波峰處的振動頻率、以及該參照資訊而求出SiH之含有率及SiH2
之含有率。如此，於氫含有率取得裝置1中，即便於取得氫含有率時所求得之參數組之值包含由測定光譜導出的介電函數之虛部之峰值及波峰處的振動頻率的情況，亦可以一定之精度取得SiH之含有率及SiH2
之含有率。然而，為以更高之精度求出矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率，較佳為如上述處理例般使用有效介質理論式而求出矽膜之第1偏移量及第2偏移量之值。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，然而本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變形。
於圖5之步驟S15中，亦可將基準矽膜與樣本矽膜之間的SiH之含有率之差設為RH
，SiH2
之含有率之差設為RHH
，且取得以第1偏移量A及第2偏移量B作為變數而表示RH
及RHH
各者之函數作為參照資訊。於該情況，於圖6之步驟S23中，根據玻璃基板9上之矽膜之第1偏移量A及第2偏移量B之值而求出RH
及RHH
之值，然後於RH
之值及RHH
之值上分別加上基準矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率，藉此算出玻璃基板9上之矽膜的SiH之含有率及SiH2
之含有率。此種函數實質上亦可認為係以第1偏移量A及第2偏移量B作為變數而表示SiH之含有率及SiH2
之含有率者。
於圖5之步驟S12中，亦可以紅外分光法以外之方法取得矽膜中之SiH之含有率及SiH2
之含有率。
氫含有率取得裝置1可取得形成於玻璃基板9以外之太陽電池用之基板、或塑膠薄膜等各種對象物上之矽膜中的SiH之含有率及SiH2
之含有率。又，矽膜亦可以CVD法以外之方法形成。
上述實施形態及各變形例中之構成只要相互不矛盾即可適當地組合。
以上雖詳細地描述並說明了本發明，然而上述之說明僅為例示而非限定。因此，只要不脫離本發明之範圍，本發明可有多種變形及態樣。
1．．．氫含有率取得裝置
2．．．攝影部
3．．．分光橢圓偏光計
4‧‧‧Y方向移動部
5‧‧‧X方向移動部
6‧‧‧電腦
7‧‧‧運算部
9‧‧‧玻璃基板
31‧‧‧照明部
32‧‧‧光接收部
61‧‧‧CPU
62‧‧‧ROM
63‧‧‧RAM
65‧‧‧固定磁碟
66‧‧‧顯示器
67a‧‧‧鍵盤
67b‧‧‧滑鼠
68‧‧‧讀取/寫入裝置
69‧‧‧通訊部
71‧‧‧含有率運算部
72‧‧‧記憶部
73‧‧‧參照資訊生成部
81‧‧‧記錄媒體
721‧‧‧參照資訊
810‧‧‧程式
圖1係表示氫含有率取得裝置之立體圖。
圖2係表示電腦之構成之圖。
圖3係表示電腦所實現之功能構成的方塊圖。
圖4係表示數個矽膜之介電函數之圖。
圖5係表示生成參照資訊之處理的流程之圖。
圖6係表示取得矽膜中所包含之氫含有率之處理的流程之圖。
圖7係表示矽膜之介電函數之圖。
1．．．氫含有率取得裝置
2．．．攝影部
3．．．分光橢圓偏光計
4．．．Y方向移動部
5．．．X方向移動部
6．．．電腦
9．．．玻璃基板
31．．．照明部
32．．．光接收部
Claims (9)
- 一種氫含有率取得裝置，其係取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2 之含有率者，包括：分光橢圓偏光計；記憶部，其記憶將既定之參數組之值與SiH之含有率及SiH2 之含有率建立關聯的參照資訊；及含有率運算部，其從藉由以上述分光橢圓偏光計對於對象物上之矽膜進行測定而取得的測定光譜，求出上述參數組之值，基於上述參數組之值及上述參照資訊，求出SiH之含有率及SiH2 之含有率，上述參數組之1個為第1偏移量，其係屬於作為基準之矽膜的介電函數之虛部之峰值的參照峰值、與由上述測定光譜導出的介電函數之虛部之峰值之差；上述參數組之另1個為第2偏移量，其係上述參照峰值所對應之振動頻率、與由上述測定光譜導出的介電函數之虛部之波峰處的振動頻率之差；上述參照資訊包含以上述第1偏移量及上述第2偏移量作為變數而表示SiH之含有率及SiH2 之含有率各者的函數。
- 如申請專利範圍第1項之氫含有率取得裝置，其中，上述含有率運算部使用包含因SiH及SiH2 各者之存在而於矽膜中產生之空隙的體積分率作為參數的有效介質理論，求出上述對象物上之矽膜的上述第1偏移量及上述第2 偏移量之值。
- 一種氫含有率取得裝置，其係取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2 之含有率者，包括：分光橢圓偏光計；記憶部，其記憶將既定之參數組之值與SiH之含有率及SiH2 之含有率建立關聯的參照資訊；及含有率運算部，其從藉由以上述分光橢圓偏光計對於對象物上之矽膜進行測定而取得的測定光譜，求出上述參數組之值，基於上述參數組之值及上述參照資訊，求出SiH之含有率及SiH2 之含有率，上述參數組之值包含由上述測定光譜導出的介電函數之虛部之峰值及波峰處的振動頻率。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之氫含有率取得裝置，其中，上述對象物為太陽電池用之基板。
- 一種氫含有率取得方法，其係取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2 之含有率者，包括：a)準備將既定之參數組之值與SiH之含有率及SiH2 之含有率建立關聯的參照資訊之步驟；b)藉由以分光橢圓偏光計對於對象物上之矽膜進行測定而取得測定光譜，根據上述測定光譜求出上述參數組之值之步驟；及 c)基於上述參數組之上述值及上述參照資訊，求出SiH之含有率及SiH2 之含有率之步驟，上述參數組之1個為第1偏移量，其係屬於作為基準之矽膜的介電函數之虛部之峰值的參照峰值、與由上述測定光譜導出的介電函數之虛部之峰值之差；上述參數組之另1個為第2偏移量，其係上述參照峰值所對應之振動頻率、與由上述測定光譜導出的介電函數之虛部之波峰處的振動頻率之差；上述參照資訊包含以上述第1偏移量及上述第2偏移量作為變數而表示SiH之含有率及SiH2 之含有率各者的函數。
- 如申請專利範圍第5項之氫含有率取得方法，其中，於上述b)步驟中，使用包含因SiH及SiH2 各者之存在而於矽膜中產生之空隙的體積分率作為參數的有效介質理論，求出上述對象物上之矽膜的上述第1偏移量及上述第2偏移量之值。
- 如申請專利範圍第6項之氫含有率取得方法，其中，上述a)步驟包括：a1)準備SiH之含有率及SiH2 之含有率為已知且作為上述基準之基準矽膜，與SiH之含有率及SiH2 之含有率為已知的其他數個樣本矽膜之步驟；a2)以上述分光橢圓偏光計對上述基準矽膜及上述數個樣本矽膜分別進行測定而取得介電函數之步驟； a3)關於上述數個樣本矽膜之各者，對使用包含上述第1偏移量及上述第2偏移量作為參數的上述有效介質理論而表示之介電函數、與於上述a2)步驟中取得之介電函數進行比較，藉此決定上述數個樣本矽膜的上述第1偏移量及上述第2偏移量之值之步驟；及a4)從上述數個樣本矽膜的上述第1偏移量及上述第2偏移量之值，生成以上述第1偏移量及上述第2偏移量作為變數而表示SiH之含有率及SiH2 之含有率各者的上述函數之步驟。
- 一種氫含有率取得方法，其係取得形成於對象物上之矽膜中所包含的SiH之含有率及SiH2 之含有率者，包括：a)準備將既定之參數組之值與SiH之含有率及SiH2 之含有率建立關聯的參照資訊之步驟；b)藉由以分光橢圓偏光計對於對象物上之矽膜進行測定而取得測定光譜，根據上述測定光譜求出上述參數組之值之步驟；及c)基於上述參數組之上述值及上述參照資訊，求出SiH之含有率及SiH2 之含有率之步驟，上述參數組之值包含由上述測定光譜導出的介電函數之虛部之峰值及波峰處之振動頻率。
- 如申請專利範圍第5至8項中任一項之氫含有率取得方法，其中，上述對象物為太陽電池用之基板。
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