[发明专利]氧化物半导体层的非破坏性测试方法和制造方法

权利要求书

1.一种对氧化物半导体层的非破坏性测试方法，包括如下步骤：

向待测试的非晶或多晶目标氧化物半导体层施加激发光，并且测 量从所述目标氧化物半导体层发射的光之中、比对应于带隙能的波长 长的波长范围内的光致发光的强度；

采用与所述目标氧化物半导体层相同的方式，测量非晶或多晶基 准氧化物半导体层的光致发光强度，并且测量所述基准氧化物半导体 层的膜特性，以得到光致发光强度和膜特性之间的关系，所述基准氧 化物半导体层具有与所述目标氧化物半导体层相同的元素组成，并且 通过与所述目标氧化物半导体层相同的工艺且在相同的沉积温度下 来制备；以及

基于所述目标氧化物半导体层的光致发光强度的测量结果以及 光致发光强度和膜特性之间的所述关系，估计所述目标氧化物半导体 层的膜特性。

2.根据权利要求1所述的非破坏性测试方法，其中，被测量的 所述基准氧化物半导体层的膜特性是载流子浓度，并且基于所述基准 氧化物半导体层的载流子浓度和光致发光强度之间的关系，估计所述 目标氧化物半导体层的载流子浓度。

3.根据权利要求2所述的非破坏性测试方法，其中，利用霍尔 效应来测量所述基准氧化物半导体层的载流子浓度。

4.根据权利要求1所述的非破坏性测试方法，其中，用作半导 体元件中包含的活性层的氧化物半导体层能够被用作所述目标氧化 物半导体层，并且被非接触地测试。

5.一种制造氧化物半导体层的方法，包括如下步骤：

在基底上沉积非晶或多晶氧化物半导体层；以及

通过权利要求1所述的非破坏性测试方法，测试所述非晶或多晶 氧化物半导体层的膜特性。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过所述非破坏性测试 方法，现场监测沉积期间所述非晶或多晶氧化物半导体层的膜特性， 并且基于监测得到的结果来控制沉积条件，以便得到所需的膜特性。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，控制从沉积气氛中的氧 分压、基底温度和沉积速率中选出的至少一个沉积条件。

8.根据权利要求5所述的方法，还包括如下步骤：

对所述非晶或多晶氧化物半导体层进行退火，

其中，在沉积之后，通过所述非破坏性测试方法，测试所述非晶 或多晶氧化物半导体层的膜特性，

在所述测试的步骤之后，执行所述退火的步骤，并且

基于所述非破坏性测试的结果来设置退火条件，以便得到所需的 膜特性。

9.根据权利要求5所述的方法，还包括如下步骤：

在沉积之后，对所述非晶或多晶氧化物半导体层进行退火，

其中，通过所述非破坏性测试方法，现场监测退火期间所述非晶 或多晶氧化物半导体层的膜特性，并且基于监测得到的结果来控制退 火条件，以便得到所需的膜特性。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，控制从退火气氛中的氧 分压、退火温度和退火时间中选出的至少一个退火条件。

11.根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法是制造半导体 元件的工艺中的一部分，所述半导体元件包括用作活性层的所述非晶 或多晶氧化物半导体层，

所述方法还包括以下步骤：在制造了所述非晶或多晶氧化物半导 体层之后，通过所述非破坏性测试方法来测试所述非晶或多晶氧化物 半导体层的膜特性，以及

基于所述非破坏性测试的结果来选择接下来要采取的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

所述半导体元件是场效应晶体管。