檢查半導(dǎo)體晶片的方法
【專利摘要】提出了隨著半導(dǎo)體材料沿生產(chǎn)線前進(jìn)時(shí)使用利用線掃描技術(shù)獲取的光致發(fā)光圖像分析半導(dǎo)體材料的方法和系統(tǒng)。可分析光致發(fā)光圖像以獲得關(guān)于所述材料的一種或多種特性的空間分辨信息，諸如橫向電荷載流子傳輸、缺陷和裂縫的存在。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法和系統(tǒng)用于獲得硅光伏電池的串聯(lián)電阻圖像，而無需與樣品電池進(jìn)行電接觸。
【專利說明】檢查半導(dǎo)體晶片的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于檢查半導(dǎo)體晶片，特別地涉及使用空間分辨光致發(fā)光技術(shù)檢查硅晶片的方法和系統(tǒng)。已經(jīng)開發(fā)本發(fā)明以主要用于檢查光伏電池和電磁前體且將參考本申請(qǐng)?jiān)谙挛倪M(jìn)行描述。然而，將理解，本發(fā)明不限于該特定使用領(lǐng)域。
[0002]相關(guān)應(yīng)用
[0003]本申請(qǐng)要求于2012年7月6日提交的澳大利亞臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?012902891的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

【背景技術(shù)】
[0004]對(duì)貫穿本說明書的現(xiàn)有技術(shù)的任何討論絕不應(yīng)被認(rèn)為是承認(rèn)這種現(xiàn)有技術(shù)是廣泛公知的或形成本領(lǐng)域的公知常識(shí)的一部分。
[0005]例如使用在題為“Method and System for Inspecting Indirect BandgapSemiconductor Structure”的公布的PCT專利申請(qǐng)?zhí)朩02007/041758 Al (將其通過引用結(jié)合于此)中公開的裝置和方法執(zhí)行的光致發(fā)光(PL)成像已顯示對(duì)于表征硅材料和裝置并且特別是基于硅晶片的光伏(PV)電池是有價(jià)值的。如圖1中示意性示出的，由從具有來自上述帶隙光8的源6的大面積光子激發(fā)的半導(dǎo)體材料的樣品4產(chǎn)生的光致發(fā)光2經(jīng)由收集光學(xué)裝置12由圖像采集裝置10 (諸如相機(jī)或CCD陣列)成像，其中系統(tǒng)優(yōu)選地包括均質(zhì)光學(xué)件14以改進(jìn)大面積激發(fā)的均勻性以及在相機(jī)的前面的長(zhǎng)通濾波器16以阻止雜散激發(fā)光。系統(tǒng)還可包括一個(gè)或多個(gè)濾波器18以選擇光致激發(fā)的波長(zhǎng)范圍。利用相對(duì)薄的樣品且在PV電池的后表面的金屬化之前,還可以在樣品4的相對(duì)側(cè)具有光源6和相機(jī)10,如圖2所示，在這種情況下，樣品本身可用作長(zhǎng)通濾波器。然而如果反射離開例如其他部件的大量雜散激發(fā)光到達(dá)相機(jī)，則可仍然需要長(zhǎng)通濾波器16。無論哪種方式，可從樣品獲取一個(gè)或多個(gè)PL圖像并利用使用例如在公布的PCT專利申請(qǐng)?zhí)朩02008/014537 AUW02009/026661Al和W02009/121133 Al中公開的技術(shù)的計(jì)算機(jī)20來分析，以獲得關(guān)于多個(gè)樣品性能的平均或空間分辨值(spatially resolved value)(除其他之外,其包括少子擴(kuò)散長(zhǎng)度、少子壽命、錯(cuò)位(dislocat1n)缺陷、雜質(zhì)和分流)或者關(guān)于裂縫發(fā)生或生長(zhǎng)的信息。對(duì)于易碎樣品(諸如硅晶片)重要的是，PL成像技術(shù)是非接觸式的。
[0006]早期的商業(yè)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于實(shí)驗(yàn)室使用，其中1s量級(jí)的總測(cè)量時(shí)間是可接受的，而最近的創(chuàng)新已經(jīng)引起線掃描系統(tǒng)，其中在不中斷它們沿生產(chǎn)線(product1n line)的運(yùn)動(dòng)的情況下，晶片可被照射和成像。如圖3的側(cè)視圖中示意性示出的，線掃描系統(tǒng)通常包括:光束成形光學(xué)件22，其用于將激發(fā)光8引導(dǎo)到半導(dǎo)體材料4的樣品上；以及收集光學(xué)件12，其用于將所發(fā)射的光致發(fā)光2成像到圖像采集裝置24上，諸如線陣相機(jī)以及根據(jù)需要的各種其他部件(均質(zhì)化光學(xué)件14、長(zhǎng)通濾波器16、激發(fā)濾波器18和計(jì)算機(jī)20)，類似于圖1的系統(tǒng)。樣品在這種情況下從左至右移動(dòng)通過傳輸帶26或輥(roller)等上的測(cè)量區(qū)域，如由箭頭28所指示的，從而跨越樣品掃描照射部分30和成像部分32，且線陣相機(jī)由詢問模塊(其可以是計(jì)算機(jī)20的一部分或在其控制下)詢問以建立樣品的大幅區(qū)域的PL圖像。照射和成像子系統(tǒng)可例如被配置為使得總的掃描面積(即“大幅區(qū)域”)對(duì)應(yīng)于樣品的一個(gè)表面的 10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%^； 100%。優(yōu)選地照射和成像子系統(tǒng)被配置為使得照射和成像部分30、32跨越如圖3A所示的樣品4，使得能夠檢查樣品的一個(gè)表面的整個(gè)區(qū)域。照射和成像部分30、32通常被定位成多多少少地垂直于運(yùn)動(dòng)28的方向，如圖3A所示。
[0007]本領(lǐng)域中也已知使用時(shí)間延遲集成(integrat1n) (TDI)相機(jī),而不是線陣相機(jī)作為圖像采集裝置來用于檢測(cè)線掃描系統(tǒng)中的光致發(fā)光。TDI相機(jī)可被看作是線陣相機(jī)的集成陣列，例如單個(gè)芯片上的1024、2048、4096或8192個(gè)像素的96或128行，通常使用與常規(guī)線陣或面陣相機(jī)中相同的硅CCD技術(shù)。TDI相機(jī)非常適合用于獲取移動(dòng)樣品的圖像，其中運(yùn)動(dòng)的方向垂直于像素行；當(dāng)樣品移動(dòng)時(shí)，來自檢測(cè)信號(hào)的電荷被傳輸?shù)较乱粋€(gè)像素行并被累積，其中電荷傳輸和樣品移動(dòng)同步。因此，具有N個(gè)像素行的TDI相機(jī)測(cè)量來自樣品的給定部分的信號(hào)N次，從而對(duì)于相同的總測(cè)量時(shí)間，與線陣相機(jī)相比，將信噪比提高V N至N的因數(shù)，這取決于主要噪聲源。類似于圖2中所示的配置，線掃描系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)為在樣品的相對(duì)側(cè)具有光源和圖像采集裝置。
[0008]高串聯(lián)電阻的局部區(qū)域(即串聯(lián)電阻問題)是PV電池故障或不期望的低效率(通常由阻礙電荷載流子的傳輸?shù)娜毕菰斐?的共同模式。這種缺陷可例如包括金屬接觸結(jié)構(gòu)的斷裂、金屬指狀物或后接觸件和相應(yīng)硅表面之間的高接觸電阻以及硅中的裂縫。已經(jīng)提出幾種基于發(fā)光的技術(shù)(例如在公布的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?009/0206287 AU2011/0012636Al和2012/0113415 Al中公開的)，以獲取PV電池或電池前體的所謂串聯(lián)電阻圖像，其中過度串聯(lián)電阻的局部區(qū)域經(jīng)由較高或較低發(fā)光強(qiáng)度的區(qū)域識(shí)別。然而，這些技術(shù)需要采集兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)光圖像或需要電接觸電池，或者兩者，且并不是理想地適合于離開生產(chǎn)線的PV電池(其目前可在高達(dá)每小時(shí)1800或甚至3600晶片下運(yùn)行)的快速檢查。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是克服或改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)中的至少一個(gè)，或者提供一種有用的替代方案。為優(yōu)選形式的本發(fā)明的目的是提供用于表征硅晶片或者部分或完全制造的光伏電池的改進(jìn)方法。為另一優(yōu)選形式的本發(fā)明的目的是提供用于獲取光伏電池的串聯(lián)電阻圖像的改進(jìn)方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的方法，所述方法包括以下步驟:
[0011]利用來自光源的適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)的第一照射來照射所述材料的第一部分；
[0012]利用圖像采集裝置檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和第二部分至少部分地重疊；
[0013]跨越所述材料的大幅區(qū)域(substantial area)掃描所述第一部分和第二部分；以及
[0014]詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像，
[0015]其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的方法，所述方法包括以下步驟:
[0017]利用來自光源的適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)的第一照射來照射所述材料的第一部分；
[0018]利用圖像采集裝置檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和第二部分不重疊；
[0019]跨越所述材料的大幅區(qū)域掃描所述第一部分和第二部分；以及
[0020]詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像，
[0021]其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
[0022]第一和第二方面的方法共享多個(gè)改進(jìn)。
[0023]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括解譯(interpret)第一圖像以識(shí)別在大幅區(qū)域中阻礙載流子傳輸?shù)娜毕莸牟襟E。該方法優(yōu)選地應(yīng)用于從由以下項(xiàng)所組成的組中選擇的半導(dǎo)體材料:光伏電池；部分金屬化光伏電池前體；在基極上具有發(fā)射極層的光伏電池前體；以及在基極上具有選擇性發(fā)射極層的光伏電池前體。
[0024]第一照射的強(qiáng)度優(yōu)選地被選擇為使得從第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是光產(chǎn)生速率(photo-generat1n rate)的至少10%,更優(yōu)選地是至少50%,并且最優(yōu)選地是至少80%。在優(yōu)選實(shí)施方式中，掃描步驟包括相對(duì)于光源和圖像采集裝置移動(dòng)材料。
[0025]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括獲取從大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第二圖像的步驟，其中，第二圖像的光致發(fā)光利用如下照射條件產(chǎn)生:該照射條件被選擇為使得存在與由第一照射引起的橫向流動(dòng)相比降低的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。更優(yōu)選地，照射條件被選擇為使得基本不存在光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。在某些實(shí)施例中，照射條件包括利用大致均勻的照射強(qiáng)度同時(shí)照射大幅區(qū)域。在替代實(shí)施方式中，照射條件包括利用如下照射強(qiáng)度照射材料的第三部分:該照射強(qiáng)度被選擇為使得第三部分中的光生電荷流子的橫向流動(dòng)小于將在第一照射下發(fā)生的橫向流動(dòng)，并且其中，圖像采集裝置檢測(cè)從材料的第四部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，第四部分與第三部分至少部分地重疊。在優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括比較第一圖像和第二圖像的步驟。優(yōu)選地，圖像比較包括根據(jù)第一圖像和第二圖像計(jì)算逐個(gè)像素的強(qiáng)度比。
[0026]在優(yōu)選實(shí)施方式中，大幅區(qū)域?qū)?yīng)半導(dǎo)體材料的整個(gè)表面。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0028]光源，被適配為利用適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)的第一照射來照射所述材料的第一部分；
[0029]圖像采集裝置，被適配為檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和第二部分至少部分地重疊；
[0030]機(jī)構(gòu)，用于跨越所述材料的大幅區(qū)域掃描所述第一部分和第二部分；以及
[0031]詢問模塊，用于詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像，
[0032]其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0034]光源，被適配為利用適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)的第一照射來照射所述材料的第一部分；
[0035]圖像采集裝置，被適配為檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和第二部分不重疊；
[0036]機(jī)構(gòu)，用于跨越所述材料的大幅區(qū)域掃描所述第一和第二部分；以及
[0037]詢問模塊，用于詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像，
[0038]其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
[0039]第三和第四方面的系統(tǒng)共享多個(gè)改進(jìn)。
[0040]系統(tǒng)優(yōu)選地包括處理器，處理器被適配為解譯第一圖像以識(shí)別在大幅區(qū)域中阻礙載流子傳輸?shù)娜毕荨?br> [0041]第一照射的強(qiáng)度優(yōu)選地被選擇為使得從第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是所述光產(chǎn)生速率的至少10%，更優(yōu)選地是至少50%，并且最優(yōu)選地至少是80%。
[0042]在優(yōu)選實(shí)施方式中，掃描機(jī)構(gòu)包括用于相對(duì)于光源和圖像采集裝置移動(dòng)半導(dǎo)體材料的機(jī)構(gòu)。
[0043]優(yōu)選地，系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于獲取從大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第二圖像的裝置，其中，第二圖像的光致發(fā)光利用如下照射條件產(chǎn)生:所述照射條件被選擇為使得存在與由第一照射引起的橫向流動(dòng)相比降低的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。更優(yōu)選地，照射條件被選擇為使得基本不存在光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。在某些實(shí)施方式中，用于獲取第二圖像的裝置包括被適配為利用大致均勻的照射強(qiáng)度同時(shí)照射大幅區(qū)域的第二光源。在替代實(shí)施方式中，用于獲取第二圖像的裝置包括:第二光源，被適配為利用被選擇為使得從第三部分出來的光生電荷流子的橫向流動(dòng)小于將在第一照射下發(fā)生的橫向流動(dòng)的照射強(qiáng)度來照射材料的第三部分；以及第二圖像采集裝置，被適配為檢測(cè)從材料的第四部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，第四部分與第三部分至少部分地重疊。
[0044]優(yōu)選地，系統(tǒng)進(jìn)一步包括被適配為比較所述第一圖像和第二圖像的處理器。處理器優(yōu)選地被適配為根據(jù)第一圖像和第二圖像計(jì)算逐個(gè)像素的強(qiáng)度比。
[0045]在優(yōu)選實(shí)施方式中，第一或第二圖像采集裝置中的至少一個(gè)包括線陣相機(jī)(linecamera)或時(shí)間延遲集成相機(jī)(time delay integrat1n camera)。在某些實(shí)施方式中，在第一或第二圖像采集裝置中的至少一個(gè)內(nèi)的像素包括硅、InGaAs或InGaAsP。在替代實(shí)施方式中，第一或第二圖像采集裝置中的至少一個(gè)包括與InGaAs或InGaAsP光電陰極組合的娃傳感器。
[0046]大幅區(qū)域優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體材料的整個(gè)表面。
[0047]按照本發(fā)明的第五方面，提供了用于檢查半導(dǎo)體材料的方法，所述半導(dǎo)體材料包括光伏電池或電池前體，所述半導(dǎo)體材料具有形成在第一表面上的第一鈍化層和形成在與所述第一表面相對(duì)的第二表面上的第二鈍化層，所述方法包括以下步驟:
[0048]測(cè)量通過利用適于從所述半導(dǎo)體材料產(chǎn)生光致發(fā)光的光對(duì)所述第一表面的照射所產(chǎn)生的第一光致發(fā)光信號(hào)；
[0049]測(cè)量通過利用適于從所述半導(dǎo)體材料產(chǎn)生光致發(fā)光的光對(duì)所述第二表面的照射所產(chǎn)生的第二光致發(fā)光信號(hào)；以及
[0050]分析所述第一和第二光致發(fā)光信號(hào)以獲得關(guān)于所述第一和第二鈍化層中的至少一個(gè)的信息。
[0051]第一和第二光致發(fā)光信號(hào)優(yōu)選地包括分別由第一和第二表面的照射產(chǎn)生的光致發(fā)光的第一和第二空間分辨圖像(spatially resolved image)。優(yōu)選地,分析步驟包括根據(jù)第一和第二光致發(fā)光信號(hào)之間的強(qiáng)度比或強(qiáng)度差計(jì)算一個(gè)或多個(gè)度量。為等效樣品區(qū)域在逐個(gè)像素的基礎(chǔ)上計(jì)算強(qiáng)度比或強(qiáng)度差。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，當(dāng)為了質(zhì)量控制或工藝控制目的而在線(in-line)應(yīng)用于光伏電池制造工藝時(shí)，提供根據(jù)第一、第二或第五方面的方法。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，當(dāng)為了質(zhì)量控制或工藝控制目的而在線應(yīng)用于光伏電池制造工藝時(shí)，提供根據(jù)第三或第四方面的系統(tǒng)。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種制品，該制品包括具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為執(zhí)行根據(jù)第一、第二、第五或第六方面的方法或者操作根據(jù)第三、第四或第七方面的系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]通過結(jié)合附圖進(jìn)行的示例性實(shí)施方式和所附權(quán)利要求的后續(xù)描述，本發(fā)明的益處和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見，其中:
[0056]圖1以示意性側(cè)視圖示出了用于半導(dǎo)體樣品的光致發(fā)光(PL)成像的區(qū)域成像系統(tǒng)(area-1maging system)；
[0057]圖2以示意性側(cè)視圖示出了用于半導(dǎo)體樣品的PL成像的另一區(qū)域成像系統(tǒng)；
[0058]圖3中以示意性側(cè)視圖示出了用于半導(dǎo)體樣品的PL成像的線掃描系統(tǒng)；
[0059]圖3A以示意性平面圖示出了用于利用線掃描系統(tǒng)獲取半導(dǎo)體樣品的PL圖像的照射和成像部分的優(yōu)選布置；
[0060]圖4以示意性側(cè)視圖示出了用于半導(dǎo)體樣品的PL成像的另一線掃描系統(tǒng)；
[0061]圖5(a)和圖5(b)以示意性側(cè)視圖示出了用于半導(dǎo)體樣品的PL成像的又一其他線掃描系統(tǒng)；
[0062]圖6 (a)和圖6 (b)示出了使用不同照射強(qiáng)度獲取的原切割(as_cut)硅晶片的PL圖像；
[0063]圖7 (a)和圖7 (b)分別示出了在寬區(qū)域和線照射機(jī)制下的光散射假象的存在和不存在；
[0064]圖8以示意性側(cè)視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的被配置為用于分析PV電池的橫向載流子傳輸?shù)木€掃描PL成像系統(tǒng)；
[0065]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的獲取的硅PV電池的定量串聯(lián)電阻圖像；
[0066]圖10示出了使用已知的電池接觸方法獲取的如圖9中的相同硅PV電池的定量串聯(lián)電阻圖像；
[0067]圖11(a)和圖11(b)以示意性平面圖和側(cè)視圖示出了硅晶片上的典型選擇性發(fā)射極圖案；以及
[0068]圖12(a)和圖12(b)以示意性側(cè)視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的被配置為用于分析PV電池的橫向載流子傳輸?shù)木€掃描PL成像系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0069]現(xiàn)在將參考附圖僅通過舉例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0070]雖然圖3以示意性形式示出了線掃描PL成像系統(tǒng)的可能配置，但是在傳入晶片階段(例如用于分選或分級(jí)目的)或在電池制造工藝中的一個(gè)或多個(gè)稍后階段，需要考慮許多設(shè)計(jì)方面以產(chǎn)生實(shí)際可用于半導(dǎo)體樣品(諸如光伏電池線上的硅晶片)的常規(guī)在線檢查的系統(tǒng)。
[0071]首先，將明顯的是，線掃描系統(tǒng)需要跨越樣品掃描照射和成像部分，例如通過相對(duì)于光源6和圖像采集裝置24移動(dòng)樣品4。對(duì)于小樣品(諸如PV電池和晶片)，通常很容易使光源和圖像采集裝置固定并在傳輸帶或輥等上移動(dòng)樣品，如圖3所示。另一方面，對(duì)于諸如硅磚(晶片從其鋸下)的大型樣品，也可以更方便沿固定樣品例如在軌道上移動(dòng)光源和圖像采集裝置。其他變化也是可以的。例如，一個(gè)人可握著固定樣品，例如使用電動(dòng)反光鏡或蔭罩(shadow mask)跨越樣品掃描照射部分30,并利用區(qū)域成像相機(jī)或通過線陣相機(jī)和電動(dòng)反光鏡的組合采集光致發(fā)光。
[0072]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到照射30和成像32部分，雖然如果如上述參考圖3A所解釋的整個(gè)樣品將被成像，這些通常需要足夠長(zhǎng)以跨越樣品(例如對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光伏晶片至少是15.6cm)，但是關(guān)于這些部分在掃描方向上的相對(duì)寬度具有相當(dāng)大靈活性。通常它們都在0.1至30mm附近。在某些實(shí)施方式中，如圖3A所示，照射和成像部分的寬度大致相等。在其他實(shí)施方式中，照射部分比成像部分更寬或更窄，具有兩種可能性，即降低系統(tǒng)的靈敏度到兩個(gè)部分的準(zhǔn)確定位，這可受例如樣品高度的變化的影響。優(yōu)選地，照射和成像部分的相對(duì)寬度和位置例如通過調(diào)節(jié)聚焦或收集光學(xué)件的位置是可調(diào)節(jié)的，使得可根據(jù)各種考慮因素來選擇它們。例如照射的更嚴(yán)格聚焦(導(dǎo)致更窄的照射部分30)增加了照射強(qiáng)度，并因此增加局部發(fā)光信號(hào)(限制內(nèi))，有利于從低發(fā)光效率樣品(諸如原切割硅晶片)更快速采集。另一方面，對(duì)于下面解譯的原因，如果需要較低強(qiáng)度的照射，則更寬的照射部分由于下述的原因可對(duì)于以下是有用的:例如模擬正常PV電池操作條件(即?I日光(sun))或增強(qiáng)光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。
[0073]如果圖像采集裝置具有矩形像素而不是正方形像素，則較窄的照射部分對(duì)于圖像分辨可以是有利的。這可通過具有20:1的像素縱橫比的InGaAs線陣相機(jī)的實(shí)例的方式來解譯，其中較長(zhǎng)像素側(cè)定位成垂直于像素行，并因此平行于運(yùn)動(dòng)方向。由于在這個(gè)方向上的每個(gè)像素的較大視場(chǎng)，所以相機(jī)在任何時(shí)間檢查相當(dāng)于20個(gè)圖像像素的區(qū)域。通過整個(gè)視場(chǎng)的均勻照射，圖像將在這個(gè)方向上由20個(gè)像素模糊。另一方面，如果照射被聚焦為較窄的線，至少對(duì)于預(yù)擴(kuò)散PV樣品(諸如磚和原切割晶片)，其中橫向載流子擴(kuò)散是最小的，系統(tǒng)的空間分辨率僅受限于照射線的寬度，因?yàn)檫@條線以外的區(qū)域(同時(shí)被成像)不對(duì)所測(cè)量的強(qiáng)度作出顯著貢獻(xiàn)。對(duì)于發(fā)射擴(kuò)散之后的PV樣品，情況并非如此簡(jiǎn)單，因?yàn)檎丈渚€外的載流子的橫向流動(dòng)仍將導(dǎo)致圖像對(duì)比度損失，其中這樣的效果越嚴(yán)重，橫向傳導(dǎo)率越好且照射強(qiáng)度越低。如下面所討論的，改變照射強(qiáng)度的能力(利用載流子的橫向流動(dòng)的場(chǎng)景)具有用于分析硅PV電池和電池前體(即部分制造的電池)的特別益處。
[0074]簡(jiǎn)要地轉(zhuǎn)向激發(fā)源6，雖然由于其較高強(qiáng)度和其被準(zhǔn)直以利用電介質(zhì)過濾器濾波并且被聚焦到一條窄線的更好能力可能需要激光器用于低發(fā)光效率樣品，但是出于人眼安全的考慮，優(yōu)選地使用非相干源，諸如LED陣列。對(duì)于諸如硅磚的大型樣品的檢測(cè)(其中可容忍較長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間)，非激光激發(fā)光源一般將是足夠的。
[0075]對(duì)于照射系統(tǒng)的很多變化是可以的。在圖4中以示意性側(cè)視圖示出的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，LED板34被定位成可選地經(jīng)由擴(kuò)散器38通過傳輸帶26上的間隙36照射樣品4，以提高照射均勻性，并且利用線陣相機(jī)或TDI相機(jī)24對(duì)所得的發(fā)光2進(jìn)行成像。該特定配置表明線掃描系統(tǒng)的整體益處是激發(fā)源可被定位靠近樣品以增強(qiáng)樣品上的照射強(qiáng)度，這有利于低發(fā)光效率樣品和簡(jiǎn)化光學(xué)裝置。可替代地或附加地，相機(jī)可被定位靠近樣品以增強(qiáng)PL收集效率。雖然這些方法利用區(qū)域成像系統(tǒng)也是可以的，例如使用圖2中所示的配置，但是對(duì)于在線應(yīng)用存在限制，因?yàn)閭鬏攷д诒螛悠返囊徊糠?，除非它們由?duì)于照射或發(fā)光是透明的一些非標(biāo)準(zhǔn)材料組成。在另一實(shí)例實(shí)施方式中，通過提供多個(gè)LED燈管(bar)可進(jìn)一步增強(qiáng)照射強(qiáng)度。
[0076]除了便于在線檢查硅光伏晶片之外， 申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)線掃描PL成像系統(tǒng)(特別是使用TDI相機(jī)的那些)對(duì)于表征晶片以及部分或完全制造的光伏電池具有許多其他益處，增強(qiáng)了光伏電池制造商關(guān)注的幾個(gè)晶片或電池性能的測(cè)量。
[0077]在一個(gè)實(shí)例中，與常規(guī)區(qū)域成像系統(tǒng)相比，線掃描系統(tǒng)可提供改進(jìn)的圖像對(duì)比度。由常規(guī)Si CCD相機(jī)獲取的硅樣品的PL圖像的圖像對(duì)比度已知受到像素陣列內(nèi)傳播的光(即來自有助于另一個(gè)像素中的所測(cè)量信號(hào)的一個(gè)相機(jī)像素的光)的顯著損害，特別地，弱吸收波長(zhǎng)朝向硅的帶間PL發(fā)射光譜的長(zhǎng)波長(zhǎng)尾部。雖然基于InGaAs的相機(jī)不遭受該像素間光散布假象，因?yàn)楣韫庵掳l(fā)光的長(zhǎng)波長(zhǎng)尾部由InGaAs強(qiáng)烈地吸收，圖像對(duì)比度仍然會(huì)通過樣品本身內(nèi)的光擴(kuò)散降級(jí)。然而，在線掃描系統(tǒng)中，證明因?yàn)閮H晶片的一小部分(通常小于一個(gè)表面的面積的10% )在任何時(shí)間被照射，這些光擴(kuò)散假象都顯著降低。所產(chǎn)生的PL圖像的動(dòng)態(tài)范圍(即對(duì)比度)的增加對(duì)于晶片和磚特別重要，如下面更詳細(xì)描述的。
[0078]如上所述，線掃描系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)為具有為線陣相機(jī)(其具有單行像素)形式的圖像采集裝置或TDI相機(jī)(其累積由多個(gè)像素行從移動(dòng)樣品采集的信號(hào))。一般優(yōu)選地是TDI相機(jī)，因?yàn)樾枰^低的PL信號(hào)以實(shí)現(xiàn)特定信噪比，使得能夠使用較低照射強(qiáng)度。除了功耗和人眼安全的考慮之外，這也使得樣品能夠在較低注入條件下進(jìn)行檢查，最小化或消除非線性樣品反應(yīng)，這反過來又降低了沿照射線的對(duì)強(qiáng)度均勻性的靈敏度。為了解譯，在任何發(fā)光成像系統(tǒng)中，在圖像中觀察的所測(cè)量強(qiáng)度分布應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地反映樣品的實(shí)際局部發(fā)光強(qiáng)度。理想地，具有均勻發(fā)射輪廓的均勻質(zhì)量樣品應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致具有均勻強(qiáng)度(即無特征圖像)的圖像。然而，事實(shí)上，圖像受檢測(cè)系統(tǒng)(透鏡、濾波器、相機(jī))的非均勻響應(yīng)和非均勻照射的影響。如果單個(gè)效果均是線性的，所有這些非均勻性的綜合效果可被補(bǔ)償，但是這僅是在真正低注入條件下的原切割晶片的PL圖像的情況，即，其中PL強(qiáng)度隨著激發(fā)光強(qiáng)度線性地增加的情況。隨著激發(fā)光強(qiáng)度增加到對(duì)應(yīng)于中到高注入條件的水平，PL強(qiáng)度隨著激發(fā)光強(qiáng)度超線性并最終二次性地增加，在這種情況下，照射非均勻性的精確校正通常需要摻雜密度和過量載流子密度的準(zhǔn)確認(rèn)知。然而，在大多數(shù)情況下，后者的信息是不可用的，所以低注入條件優(yōu)選盡可能受到產(chǎn)生足夠水平的發(fā)光的有時(shí)相對(duì)約束。
[0079]S1-C⑶相機(jī)技術(shù)非常先進(jìn)，其中區(qū)域、線陣和TDI相機(jī)全部為可購(gòu)買到的。其他檢測(cè)器技術(shù)，諸如InGaAs和InGaAsP相機(jī)，或與InGaAs或InGaAsP光電陰極組合的硅傳感器陣列被視為對(duì)基于硅的光伏電池和電池前體的發(fā)光成像的替代品，因?yàn)椴幌窆柘鄼C(jī)，它們?cè)诠璧恼麄€(gè)帶間發(fā)射光譜上是敏感的；此外，InGaAs也可在約1500nm測(cè)量硅的所謂缺陷帶發(fā)射。具有InGaAs或InGaAsP像素的TDI相機(jī)，或與InGaAs或InGaAsP光電陰極組合的硅傳感器將是與用于硅樣品的基于PL檢查的硅TDI相機(jī)的有用替代品，但就 申請(qǐng)人:所知尚未市售。作為替代，可以通過進(jìn)行樣品的多次曝光并追溯地使用軟件進(jìn)行像素移位在線掃描系統(tǒng)中使用區(qū)域-成像相機(jī)(具有矩形或正方形陣列)，而不是TDI相機(jī)。這實(shí)現(xiàn)了與真正TDI相機(jī)相似的總曝光時(shí)間，然而由于每幀與讀取噪聲相關(guān)聯(lián)，所以總噪聲會(huì)明顯高于TDI相機(jī)(其中每行僅讀取一次)(在TDI陣列的端部))中的總噪聲。
[0080]為了表征或檢查半導(dǎo)體樣品，在不同的條件下獲取樣品的兩個(gè)或更多個(gè)PL圖像往往是有益的，不同的條件可包括不同的激發(fā)條件(例如照射強(qiáng)度、波長(zhǎng)、均勻性或區(qū)域)、不同的檢測(cè)波長(zhǎng)、不同基本幾何結(jié)構(gòu)(即相同側(cè)或相對(duì)側(cè)照射/檢測(cè))、或者它們的組合。在一些實(shí)施方式中，使用多個(gè)照射和成像子系統(tǒng)，如圖5 (a)所示，而在其他實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)相機(jī)24共享單個(gè)光源34，如圖5 (b)所示，需指出，相機(jī)可處于所示的樣品的相同側(cè)或相對(duì)側(cè)。多個(gè)照射和成像系統(tǒng)可被容納在如圖5(a)中所示的共同站(stat1n)42中，或者樣品可依次通過兩個(gè)或更多個(gè)PL成像站。在某些實(shí)施方式中，不同的濾波器或?yàn)V波器組合17、17’用于選擇不同檢測(cè)波段，而在其他實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)光源34可被配置為提供不同的激發(fā)波長(zhǎng)或強(qiáng)度?；谠诓煌瑮l件(例如逐個(gè)象素差或比率圖像)下獲取的PL圖像的分析可用于計(jì)算材料性能，諸如載流子壽命，或光伏電池生產(chǎn)中的度量。例如由I個(gè)日光和10個(gè)日光照射獲取的兩個(gè)PL圖像的強(qiáng)度比(分別是約?lOOmW/cm2和?lff/cm2)可以是度量。這樣的度量例如在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)內(nèi)可用于統(tǒng)計(jì)目的，其反過來又被用于在嚴(yán)格處理窗口內(nèi)保持制造過程并發(fā)現(xiàn)和報(bào)告異常。度量還可與各種材料性能(包括背景摻雜濃度、結(jié)構(gòu)或原子缺陷的存在和分布、金屬化樣品的串聯(lián)電阻和發(fā)射極層或選擇發(fā)射結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性)或與各種工藝參數(shù)(包括發(fā)射器擴(kuò)散和抗反射膜沉積)定型或定量地相關(guān)。可比較例如在高和低注入條件(例如具有高和低照射強(qiáng)度)下獲取的實(shí)例圖像以提供有關(guān)硅晶片中的背景摻雜濃度的信息。
[0081]基于在不同條件下獲取的PL圖像的組合的分析也可用于區(qū)分不同類型缺陷。通過舉例的方式，圖6(a)和圖6(b)示出了從其中雜質(zhì)水平高的磚的底部切割的多晶硅晶片的PL圖像(其分別利用I個(gè)日光(?lOOmW/cm2)和20個(gè)日光(?2W/cm2)的照射強(qiáng)度獲取)。兩個(gè)圖像示出了晶界結(jié)構(gòu)作為更亮線網(wǎng)，其中高度不純晶片典型具有對(duì)比反轉(zhuǎn)，其中晶界的吸氣效果(gettering effect)提高直接圍繞娃的質(zhì)量。然而具有幾個(gè)錯(cuò)位集群，其中某些由圖6(a)中的圓圈高亮顯示，其僅在利用較低照射強(qiáng)度獲取的圖像中出現(xiàn)。例如通過差(即減法)進(jìn)行的兩個(gè)圖像的比較因此允許從晶界來區(qū)分錯(cuò)位。
[0082]返回參考圖5(a)，應(yīng)理解，檢查系統(tǒng)可替代地由光學(xué)成像(反射或透射)單元和PL成像單元而不是兩個(gè)PL成像單元構(gòu)成，從而通過PL圖像和光學(xué)圖像的差或比實(shí)現(xiàn)比較，例如用于從錯(cuò)位(在僅PL圖像中可辨別)區(qū)分晶界(在這兩種類型圖像中可辨別)。
[0083]如在公布的PCT專利申請(qǐng)?zhí)朩O 2011/009159 Al中所描述的，(例如使用長(zhǎng)通和短通濾波器)在不同檢測(cè)波段獲取的兩個(gè)PL圖像的強(qiáng)度比是用于測(cè)量硅磚的本體壽命的便利方法。然而，如在 B.Mitchell 等人的 “Bulk minority carrier lifetimes and dopingof silicon bricks from photo luminescence intensity rat1s，，，Journal of AppliedPhysics voI 109,083111(2011)中所描述的，這種方法往往會(huì)高估低壽命區(qū)域(例如磚的頂部和底部上的雜質(zhì)豐富區(qū)域)中的體壽命。本 申請(qǐng)人:已經(jīng)確定，這是由于使用區(qū)域CCD相機(jī)所產(chǎn)生的假象，其由相機(jī)像素之間的上述光擴(kuò)散作用所造成；這種效果對(duì)于弱吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)光子特別明顯，且因此往往會(huì)影響長(zhǎng)波長(zhǎng)PL圖像。利用線掃描PL成像系統(tǒng)可大大減小問題，這是由于相鄰的高和低壽命區(qū)域不太可能在同一時(shí)間被激發(fā)。為了解譯，圖7(a)和圖7(b)示出了寬區(qū)域和線照射的相應(yīng)情況。如圖7(a)所示，通過寬區(qū)域照射44，晶片4的相鄰高和低壽命區(qū)域46、48都被激發(fā)，從而產(chǎn)生導(dǎo)向相機(jī)像素陣列50的不同部分的強(qiáng)和弱PL發(fā)射2s、2w。來自強(qiáng)發(fā)射的長(zhǎng)波長(zhǎng)光子在被吸收之前可在如箭頭52表不的相機(jī)內(nèi)被分散，因此可人為地增加從低壽命區(qū)域48檢測(cè)的信號(hào)。該假象在以下情況下特別成問題:較低壽命材料的小區(qū)域被較高壽命材料包圍。另一方面，如圖7(b)所示，通過線照射54，相鄰高和低壽命區(qū)域一般不會(huì)同時(shí)被激發(fā)，從而使來自低壽命區(qū)域48的弱PL發(fā)射2w孤立地被測(cè)量。
[0084]用于測(cè)量硅磚的體壽命的商業(yè)系統(tǒng)可使用單個(gè)線陣相機(jī)或具有濾光輪的TDI相機(jī)以拍攝所需的兩個(gè)或三個(gè)圖像，或使用配有不同濾波器組合或者專用或共享光源34的兩個(gè)或多個(gè)線陣或TDI相機(jī)，分別如圖5(a)和圖5(b)所示。
[0085]表面純化是娃光伏電池制造中的用于提聞?shì)d流子壽命并因此提聞電池效率的標(biāo)準(zhǔn)處理步驟。在標(biāo)準(zhǔn)電池設(shè)計(jì)中，僅前表面需要典型地通過形成氮化硅(SiN)層來鈍化，而一些較新電池設(shè)計(jì)需要兩個(gè)表面都被鈍化(通常以不同方式)。例如SiN更適于鈍化n++層，而氧化鋁(ALO)更適于鈍化p++層，這是由于它們不同的表面電荷。例如由兩個(gè)TDI或其他線掃描系統(tǒng)或常規(guī)區(qū)域成像系統(tǒng)(如圖1或圖2所示)從樣品的相對(duì)側(cè)測(cè)量的PL信號(hào)可提供關(guān)于絕對(duì)表面鈍化或前后表面之間的鈍化的相對(duì)變化的信息。在某些實(shí)施方式中，這些信號(hào)由簡(jiǎn)單光檢測(cè)器從前后表面的選定部分測(cè)量，而在其他實(shí)施方式中，它們包括例如使用已知的二維成像或線掃描技術(shù)從兩個(gè)表面采集的空間分辨PL圖像。從這些信號(hào)導(dǎo)出的度量可用于監(jiān)控各個(gè)鈍化步驟的有效性。例如在光伏電池生產(chǎn)中，特定的PL強(qiáng)度比或強(qiáng)度差(在某些實(shí)施方式中，對(duì)于樣品等效區(qū)域，在逐個(gè)像素的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行計(jì)算)可用作須在特定范圍內(nèi)被保持的度量，其中漂移警告操作員或過程控制系統(tǒng)問題鈍化步驟中的一個(gè)或其他步驟的問題。在某些實(shí)施方式中，使用兩個(gè)PL成像系統(tǒng)，其中在每種情況下，光源和圖像采集裝置可如前所述的位于樣品晶片的相同或相對(duì)側(cè)。在其他實(shí)施方式中，使用單個(gè)光源和兩個(gè)圖像采集裝置分別從前后表面測(cè)量PL。
[0086]介電涂層(諸如鈍化層和抗反射涂層)對(duì)于改變晶片的顏色是熟知的，且?guī)讉€(gè)光譜反射技術(shù)已知可用于監(jiān)控這種涂層的厚度和折射率。本 申請(qǐng)人:已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，這些涂層也將影響光耦合至晶片的光以及逸出晶片的光的波長(zhǎng)范圍。這遵循介電涂層的厚度或折射率的變化將在由不同激發(fā)波長(zhǎng)或不同檢測(cè)波長(zhǎng)或兩者測(cè)量的PL的強(qiáng)度的變化中被揭示。
[0087]如在公布的PCT申請(qǐng)?zhí)朩O 10/130013 Al中所描述的，利用空間非均勻照射圖案產(chǎn)生的發(fā)光的成像可用于針對(duì)干擾光生電荷載流子的傳輸?shù)母鞣N缺陷分析PV電池或電池前體(即完全或部分制造的PV電池)。如本文所述的，能夠通過發(fā)射極層或其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)從照射區(qū)域橫向輸出的光生電荷載流子可輻射地重組以從非照射區(qū)域產(chǎn)生發(fā)光?；谠撛淼膶?shí)例應(yīng)用包括對(duì)中斷通過部分或完全制造的電池的發(fā)射極層或沿選擇性發(fā)射結(jié)構(gòu)的高度摻雜線的載流子傳輸?shù)牧芽p檢測(cè)，以及串聯(lián)電阻問題的檢測(cè)，諸如部分金屬化或完全制造的電池中的過量局部接觸電阻或金屬化破壞。建議跨越整個(gè)晶片或電池的空間分辨導(dǎo)電率或串聯(lián)電阻信息可從由不同照射圖案(諸如互補(bǔ)棋盤圖案)獲取的一系列兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)光圖像(可選地與標(biāo)準(zhǔn)PL圖像比較，即由基本均勻的大面積照射獲取的圖像)來獲得。
[0088]如上所述，用于獲得PV電池的串聯(lián)電阻圖像的已知的基于發(fā)光的技術(shù)需要采集兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)光圖像，或需要與電池的電接觸(electrical contact),或兩者兼而有之。本 申請(qǐng)人:現(xiàn)已經(jīng)確定，關(guān)于阻礙載流子傳輸?shù)娜毕莸男畔?包括完全或部分制造的電池的串聯(lián)電阻圖像)可以更快并更方便的方式來獲得，并且無需與線掃描PL成像系統(tǒng)進(jìn)行電接觸。代替如在WO 10/130013 Al中所建議的應(yīng)用兩個(gè)或更多個(gè)靜態(tài)照射圖案，非均勻照射圖案通過跨越樣品的大幅區(qū)域掃描照射部分依次應(yīng)用到樣品。因?yàn)闄M向電流(即從照射部分出來的光生電荷載流子的流動(dòng))在一微秒內(nèi)平衡，即與每秒處理一個(gè)晶片所需的線速度?0.3m/s相比非?？?假設(shè)晶片的節(jié)距是30cm)，樣品是基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，只要是關(guān)于電性能即可。這適用于如在WO 10/130013 Al中的照射圖案被靜態(tài)應(yīng)用或者如本發(fā)明中所建議的動(dòng)態(tài)應(yīng)用(例如使用晶片運(yùn)動(dòng))。
[0089]在圖8的側(cè)視圖中示出的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，線掃描PL成像系統(tǒng)可用于跨越PV電池56獲得串聯(lián)電阻或載流子傳輸信息，PV電池56在基極59上具有發(fā)射極層58且具有沉積在發(fā)射極層和后表面上的金屬接觸層60上的金屬接觸圖案(通常是母線和指狀件，未示出)。為清楚起見，照射和成像子系統(tǒng)被簡(jiǎn)化以僅示出光源6、光束成形光學(xué)件22、收集光學(xué)件12和圖像采集裝置24，但應(yīng)理解，圖3系統(tǒng)所示的其他組件中的大部分或全部(包括計(jì)算機(jī)20)也將在需要時(shí)存在。為了優(yōu)選，圖像采集裝置是TDI相機(jī)。照射和成像部分30,32至少部分重疊，且成像部分32優(yōu)選被選擇為比照射部分30略寬。在某些實(shí)施方式中，照射和成像部分的寬度通過分別對(duì)光束成形和收集光學(xué)件的適當(dāng)調(diào)整是可控制的。
[0090]重要地，激發(fā)光8在樣品上的強(qiáng)度被選擇為使得存在從照射部分30出來的光生電荷載流子經(jīng)由發(fā)射極層或金屬接觸圖案的顯著橫向流動(dòng)，如由箭頭62示意性示出的，這導(dǎo)致電荷載流子濃度梯度，其可被測(cè)量為跨越成像部分32的PL信號(hào)的空間變化。在優(yōu)選實(shí)施方式中，照射強(qiáng)度被選擇為使得光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是光產(chǎn)生速率的至少10%，更優(yōu)選地是至少50%，并且最優(yōu)選地是至少80%。導(dǎo)致顯著載流子流動(dòng)的這種程度的特定強(qiáng)度取決于除其他因素之外的樣品的性質(zhì)，例如樣品是否僅具有發(fā)射極層或是否電荷載流子也可通過金屬接觸結(jié)構(gòu)遷移。然而已知的是，通過發(fā)射極層的載流子傳輸?shù)男孰S電流密度增加而變得較低，因此遵循其效率隨照射強(qiáng)度增強(qiáng)而變得較低?？紤]整體PV電池效率，發(fā)射極層通常被設(shè)計(jì)為使得在I個(gè)日光照射下，預(yù)期的橫向電流密度可以與典型金屬接觸間距相比的小運(yùn)輸損失和遠(yuǎn)距離被傳輸。在目前情況下，較低照射強(qiáng)度將導(dǎo)致更有效的載流子傳輸，但較低的發(fā)光信號(hào)。本 申請(qǐng)人:已經(jīng)確定，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)硅PV電池，約I個(gè)日光的激發(fā)強(qiáng)度是用于實(shí)現(xiàn)顯著載流子流和可測(cè)量發(fā)光信號(hào)兩者的合理折中。
[0091]再次返回圖8，以及上面關(guān)于如圖3所描述的，在PV電池56移動(dòng)通過照射和成像子系統(tǒng)時(shí)，如箭頭28所示的，TDI相機(jī)24由詢問模塊詢問，以獲取電池的大幅區(qū)域的圖像。大幅區(qū)域例如可以是PV電池的一個(gè)表面的10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%。優(yōu)選地，大幅區(qū)域?qū)?duì)應(yīng)于電池的整個(gè)表面，這通常是照射和成像部分30、32跨越電池的情況(如圖3A所示)。詢問模塊通常是計(jì)算機(jī)(圖8中未示出)的一部分或由其控制。重點(diǎn)是，利用適當(dāng)選擇的照射強(qiáng)度，PV電池的非照射部分充當(dāng)散熱器(sink)，繪制從照射部分30出來的光生電荷載流子的重要部分，使所得到的線掃描圖像相當(dāng)于在電流提取的條件下從電池端子獲取的PL圖像。換言之，線掃描系統(tǒng)允許在無需接觸電池的情況下獲取電流提取PL圖像。
[0092]在某些實(shí)施方式中，電池還經(jīng)受第二曝光以使用與第一曝光相比引起光生電荷載流子的降低橫向流動(dòng)的照射條件獲取第二圖像。優(yōu)選地，使用被選擇為使得基本不存在光生電荷的橫向流動(dòng)的照射條件進(jìn)行第二曝光，在這種情況下，第二曝光將導(dǎo)致圖像基本等同于標(biāo)準(zhǔn)或開路PL圖像。第二曝光的照射條件可例如包括基本均勻的寬區(qū)域照射或高強(qiáng)度掃描的線照射。開路PL圖像可提供關(guān)于局部缺陷(例如錯(cuò)位和高度不純區(qū)域)以及PV電池和電池前體中的裂縫的信息，如本領(lǐng)域已知的。開路PL圖像與在電流注入或提取的條件下獲取的PL圖像(諸如上述使用相對(duì)低強(qiáng)度照射獲取的“當(dāng)前提取”圖像)組合以用于產(chǎn)生空間分辨的定性或定量串聯(lián)電阻數(shù)據(jù)也是有用的。例如包括逐個(gè)像素強(qiáng)度比的比較可用于消除由其他因素(諸如背景摻雜水平變化或雜質(zhì))引起的發(fā)光變化。在優(yōu)選實(shí)施方式中，利用例如圖5(a)所示的第二線掃描系統(tǒng)獲取開路PL圖像，而在其他實(shí)施方式中，由諸如圖1中所示的區(qū)域成像系統(tǒng)中的基本均勻的寬區(qū)域照射獲取。再參考圖8，對(duì)于其中使用線掃描系統(tǒng)的情況，在這種情況下，激發(fā)光8的強(qiáng)度被選擇為使得基本不存在從照射部分30出來的光生電荷流子的橫向流動(dòng)。在其中樣品是標(biāo)準(zhǔn)硅PV電池一個(gè)具體實(shí)例中，與第一曝光的I個(gè)日光相比，用于第二曝光的激發(fā)光在樣品上的強(qiáng)度被選擇為20個(gè)日光(?2W/cm2)。具體照射強(qiáng)度在樣品被基本均勻地照射的實(shí)施方式中不太重要，不管PL圖像是利用面陣相機(jī)還是利用TDI或線陣相機(jī)獲取。
[0093]圖9示出了利用配有硅TDI相機(jī)的線掃描系統(tǒng)獲取的硅PV電池的PL圖像，其中樣品上照射強(qiáng)度被選擇為約I個(gè)日光以激勵(lì)光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。為了比較，圖10示出了使用在公布的PCT專利申請(qǐng)?zhí)朩O 2009/129575 Al中描述的多圖像電池接觸方法從相同電池獲取的定量串聯(lián)電阻圖像?？梢钥闯?，在兩個(gè)圖像之間具有很強(qiáng)的相似性，這表明我們的簡(jiǎn)單線掃描方法(僅需要一個(gè)圖像)能夠揭示具有高局部串聯(lián)電阻的區(qū)域。在許多實(shí)際情況下，這種定性串聯(lián)電阻信息足以用于質(zhì)量控制的目的，例如用作PV電池生產(chǎn)的度量，而不需要用于產(chǎn)生更多定量數(shù)據(jù)所必要的附加步驟，例如采集另外的圖像，諸如開路PL圖像，以消除載流子壽命相關(guān)的發(fā)光變化。具有特別高串聯(lián)電阻的局部區(qū)域可容易地識(shí)別并定位在定性串聯(lián)電阻圖像中，不同于其中可檢測(cè)缺陷電池但不能確定缺陷的位置的標(biāo)準(zhǔn)IV測(cè)試。定性圖像也可用于過程控制的目的，例如其中在生產(chǎn)中重復(fù)出現(xiàn)的特定串聯(lián)電阻圖案可被識(shí)別并用于糾正處理站的問題的情況。
[0094]雖然已經(jīng)在獲得關(guān)于完全制造的PV電池的空間分辨的串聯(lián)電阻信息的方面，描述了圖8所示的線掃描配置，但是所述配置也可用于獲得關(guān)于在具有發(fā)射極和基極的許多其他類型的半導(dǎo)體樣品(特別是諸如后擴(kuò)散晶片的前體電池(即，其中發(fā)射極層已經(jīng)擴(kuò)散到基極材料)、選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成在其上的晶片以及部分金屬化電池)中阻礙電荷載流子遷移的缺陷的信息。這種缺陷可例如包括裂縫、其中擴(kuò)散過程在標(biāo)準(zhǔn)或選擇性發(fā)射極的形成過程中受到損害的局部區(qū)域以及金屬化故障。再次，信息可用于質(zhì)量控制的目的(例如，拒絕缺陷晶片)或過程控制的目的(例如，校正發(fā)射極擴(kuò)散過程)。
[0095]圖11 (a)和圖11 (b)以示意性平面圖和側(cè)視圖示出了選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)64，其包括在包括P型硅晶片的基極59上形成的低摻雜發(fā)射極層58內(nèi)的高度摻雜的n++區(qū)域的圖案。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)通常包括大量薄的高度摻雜帶66A并且在某些情況下兩個(gè)或三個(gè)厚的高度摻雜帶66B (金屬指狀件(finger)和母線(bus bar)隨后分別沉積在其上)。這些n++摻雜區(qū)域通常具有比周圍發(fā)射極層58高得多的導(dǎo)電性。在某些線掃描實(shí)施方式中，具有選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的樣品晶片被定向?yàn)槭沟谩爸笭罴睅?6A平行于掃描方向，而在其他實(shí)施方式中，樣品被定位成使得“母線”帶66B平行于掃描方向。在每種情況下，通過掃描照射線刺激且經(jīng)由PL圖像檢測(cè)的電荷載流子遷移可用于獲得各組摻雜帶的導(dǎo)電性的量度，并識(shí)別局部地中斷導(dǎo)電性的缺陷。附加的導(dǎo)電性信息可通過以下獲得:沿照射部分剪裁(tailor)照射強(qiáng)度(例如通過應(yīng)用二次或梳狀照射圖案)，以沿垂直于掃描方向的摻雜帶刺激電荷載流子遷移。
[0096]在圖3和圖8中所示的線掃描配置中，照射部分30和成像部分32至少部分地重疊，通常具有如前所述的一定程度的欠填充或過度填充。由此產(chǎn)生的發(fā)光圖像模擬電流提取PL圖像。在圖12(a)所示的替代配置中，再次僅示出照射和成像子系統(tǒng)的選定部件，成像部分32與照射部分30錯(cuò)開可選可控的距離，使得它們不重疊。在這種情況下，所檢測(cè)的發(fā)光信號(hào)2僅由光生電荷載流子的輻射再組合產(chǎn)生，所述光生電荷載流子已例如通過發(fā)射極層58或金屬接觸結(jié)構(gòu)從照射部分遷移62出來。如在圖8的配置中，樣品上照射強(qiáng)度需要被選擇為使得存在從照射部分30出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。照射強(qiáng)度被優(yōu)選地選擇為使得光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是光生成速率的至少10%，更優(yōu)選地是至少50 %，并且最優(yōu)選地是至少80 %。
[0097]當(dāng)照射和成像部分30、32不重疊時(shí)，如圖12(a)和圖12(b)的配置所示的，在跨越樣品的大幅區(qū)域(優(yōu)選跨越樣品的整個(gè)表面)掃描照射和成像部分時(shí)獲取的發(fā)光圖像將基本等同于電致發(fā)光(EL)圖像，即通過將電壓應(yīng)用到PV電池的接觸件產(chǎn)生的發(fā)光圖像，其中重要的差別是不需要電接觸。在一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，該配置用于監(jiān)控?cái)U(kuò)散到包括P型硅PV晶片的基極59的n++摻雜發(fā)射極層58的橫向?qū)щ娦?；例如阻礙電荷載流子的橫向遷移62的裂縫68的位置將通過減少發(fā)光的區(qū)域的出現(xiàn)來確定。優(yōu)選地，裝置包括第二線陣相機(jī)或TDI相機(jī)24B (其被定位成從照射部分30的另一側(cè)獲取發(fā)光(如圖12 (b)所示)以在其進(jìn)入和離開測(cè)量區(qū)域時(shí)確保樣品晶片的完整成像)。再次，考慮質(zhì)量控制和過程控制應(yīng)用。
[0098]在某些實(shí)施方式中，相機(jī)的位置或角度是可調(diào)節(jié)的，以控制照射和成像部分30、32之間的距離，因?yàn)閷?duì)于具有更有效的橫向載流子傳輸?shù)臉悠?，發(fā)光信號(hào)將被觀察為與被照射部分30相距更大的距離。在其他實(shí)施方式中，例如，相機(jī)位置保持固定并且調(diào)節(jié)照射強(qiáng)度，以改變通過發(fā)射極結(jié)構(gòu)的載流子傳輸效率。在又一實(shí)施方式中，裝置包括附加的相機(jī)，其被定位成獲取從與照射部分相距更大或更小距離的樣品晶片發(fā)射的發(fā)光。在又一實(shí)施方式中，附加的線陣或TDI相機(jī)被定位成采集來自照射部分30的發(fā)光；如上面所解譯的，由該相機(jī)獲取的圖像將模擬在電流提取的條件下的PL圖像。
[0099]圖12(a)和圖12(b)中所示的線掃描配置(其基本產(chǎn)生EL圖像)也可用于獲得關(guān)于PV電池兩端的串聯(lián)電阻變化的信息。兩個(gè)不同照射強(qiáng)度(這產(chǎn)生不同程度的載流子遷移)可用于刺激由不同電壓產(chǎn)生的EL，其可通過計(jì)算逐個(gè)像素強(qiáng)度比進(jìn)行比較，例如以獲得類似于已知基于EL技術(shù)的定量串聯(lián)電阻數(shù)據(jù)，但無需接觸電池。應(yīng)理解，如果附加線陣或TDI相機(jī)被定位成如前所述的采集來自照射部分30的發(fā)光以獲得電流提取圖像，則該附加圖像也可被饋入到串聯(lián)電阻分析。也可以使用基本均勻的寬區(qū)域照射或高強(qiáng)度線照射(如上所述)獲取開路PL圖像，以與模擬EL圖像比較。
[0100]類似于圖8中所示的線掃描配置，應(yīng)理解，在圖12(a)或圖12(b)中所示的配置可用于識(shí)別在多個(gè)半導(dǎo)體樣品(其在基極上具有發(fā)射極)(包括光伏電池、部分金屬化光伏電池前體、在基極上具有發(fā)射極層或選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的光伏電池前體)中阻礙載流子傳輸?shù)娜毕荨?br> [0101]一般而言，上述線掃描系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為在PV電池制造工藝中在線安裝在一個(gè)或多個(gè)位置處，例如在表面鈍化或發(fā)射極擴(kuò)散步驟之后、在金屬化過程的一個(gè)或多個(gè)階段之后、或在電池完成之后，以檢查所生產(chǎn)的電池的全部或重要部分。重要地，不需要與電池的電接觸。當(dāng)然系統(tǒng)也可離線使用，例如用于故障排除應(yīng)用(其中檢查選擇的前體或已完成的電池)。對(duì)于系統(tǒng)當(dāng)然優(yōu)選的是能夠以線速度(即不減緩晶片生產(chǎn)量)檢查晶片，并且如果必要，測(cè)量速度可通過犧牲空間分辨率(例如像素合并)來提高。雖然圖8所示的配置(其中照射和成像部分30、32至少部分地重疊)以及圖12(a)和12(b)所示的配置(其中這些部分錯(cuò)開)都可被用于獲得關(guān)于PV電池兩端或電池前體的串聯(lián)電阻或載流子傳輸?shù)男畔ⅲ恍枰娊佑|，前者配置通常是優(yōu)選的，因?yàn)閬碜哉丈洳糠值陌l(fā)光信號(hào)高得多，而且因?yàn)閮H需要一個(gè)TDI或線陣相機(jī)來確保樣品的完全成像。
[0102]雖然已經(jīng)特定地參考某些優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的方法，所述方法包括以下步驟: 利用來自光源的第一照射來照射所述材料的第一部分，所述第一照射適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)； 利用圖像采集裝置檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和所述第二部分至少部分地重疊； 跨越所述材料的大幅區(qū)域掃描所述第一部分和所述第二部分；以及 詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像， 其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
2.一種用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的方法，所述方法包括以下步驟: 利用來自光源的第一照射來照射所述材料的第一部分，所述第一照射適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)； 利用圖像采集裝置檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和所述第二部分不重疊； 跨越所述材料的大幅區(qū)域掃描所述第一部分和所述第二部分；以及 詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像， 其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括解譯所述第一圖像以識(shí)別在所述大幅區(qū)域中阻礙載流子傳輸?shù)娜毕莸牟襟E。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法被應(yīng)用于從由以下項(xiàng)所組成的組中選擇的半導(dǎo)體材料:光伏電池；部分金屬化光伏電池前體；在基極上具有發(fā)射極層的光伏電池前體；以及在基極上具有選擇性發(fā)射極層的光伏電池前體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得從所述第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是所述光產(chǎn)生速率的至少10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得從所述第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是所述光產(chǎn)生速率的至少50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得從所述第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是所述光產(chǎn)生速率的至少80%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述掃描步驟包括相對(duì)于所述光源和所述圖像采集裝置移動(dòng)所述材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第二圖像的步驟，其中，所述第二圖像的所述光致發(fā)光利用如下照射條件產(chǎn)生:所述照射條件被選擇為使得存在與由所述第一照射引起的所述橫向流動(dòng)相比降低的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述照射條件被選擇為使得基本不存在光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述照射條件包括利用大致均勻的照射強(qiáng)度同時(shí)照射所述大幅區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述照射條件包括利用如下照射強(qiáng)度照射所述材料的第三部分:所述照射強(qiáng)度被選擇為使得從所述第三部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)小于將在所述第一照射下發(fā)生的所述橫向流動(dòng)，并且其中，圖像采集裝置檢測(cè)從所述材料的第四部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第四部分與所述第三部分至少部分地重疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括比較所述第一圖像和所述第二圖像的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述圖像比較包括根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像逐個(gè)像素地計(jì)算強(qiáng)度比。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述大幅區(qū)域?qū)?yīng)于所述半導(dǎo)體材料的整個(gè)表面。
16.一種用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 光源，被適配為利用適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)的第一照射來照射所述材料的第一部分； 圖像采集裝置，被適配為檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和所述第二部分至少部分地重疊； 機(jī)構(gòu)，用于跨越所述材料的大幅區(qū)域掃描所述第一部分和所述第二部分；以及 詢問模塊，用于詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像， 其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
17.一種用于分析包括發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 光源，被適配為利用適于從所述材料產(chǎn)生光致發(fā)光響應(yīng)的第一照射來照射所述材料的第一部分； 圖像采集裝置，被適配為檢測(cè)從所述材料的第二部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第一部分和所述第二部分不重疊； 機(jī)構(gòu)，用于跨越所述材料的大幅區(qū)域掃描所述第一部分和所述第二部分；以及 詢問模塊，用于詢問所述圖像采集裝置以獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第一圖像， 其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得存在從所述第一部分出來的光生電荷載流子的顯著橫向流動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括處理器，所述處理器被適配為解譯所述第一圖像以識(shí)別在所述大幅區(qū)域中阻礙載流子傳輸?shù)娜毕荨?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得從所述第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是所述光產(chǎn)生速率的至少10%。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得從所述第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是所述光產(chǎn)生速率的至少50%。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述第一照射的強(qiáng)度被選擇為使得從所述第一部分出來的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)速率是所述光產(chǎn)生速率的至少80%。
22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述掃描機(jī)構(gòu)包括用于相對(duì)于所述光源和所述圖像采集裝置移動(dòng)所述半導(dǎo)體材料的機(jī)構(gòu)。
23.根據(jù)權(quán)利要求16至22中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于獲取從所述大幅區(qū)域發(fā)射的光致發(fā)光的第二圖像的裝置，其中，所述第二圖像的所述光致發(fā)光利用如下照射條件來產(chǎn)生:所述照射條件被選擇為使得存在與由所述第一照射引起的橫向流動(dòng)相比降低的光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述照射條件被選擇為使得基本不存在光生電荷載流子的橫向流動(dòng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，用于獲取所述第二圖像的所述裝置包括第二光源，所述第二光源被適配為利用大致均勻的照射強(qiáng)度同時(shí)照射所述大幅區(qū)域。
26.根據(jù)權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，用于獲取所述第二圖像的所述裝置包括:第二光源，被適配為利用被選擇為使得從第三部分出來的光生電荷流子的橫向流動(dòng)小于在所述第一照射下將發(fā)生的所述橫向流動(dòng)的照射強(qiáng)度照射所述材料的所述第三部分；以及第二圖像采集裝置，被適配為檢測(cè)從所述材料的第四部分發(fā)射的光致發(fā)光，其中，所述第四部分與所述第三部分至少部分地重疊。
27.根據(jù)權(quán)利要求23至26中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括處理器，所述處理器被適配為比較所述第一圖像和所述第二圖像。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被適配為根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像逐個(gè)像素地計(jì)算強(qiáng)度比。
29.根據(jù)權(quán)利要求16至28中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖像采集裝置或所述第二圖像采集裝置中的至少一個(gè)包括線陣相機(jī)或時(shí)間延遲集成相機(jī)。
30.根據(jù)權(quán)利要求16至29中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一圖像采集裝置或所述第二圖像采集裝置中的至少一個(gè)內(nèi)的像素包括硅、InGaAs或InGaAsP。
31.根據(jù)權(quán)利要求16至29中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖像采集裝置或所述第二圖像采集裝置中的至少一個(gè)包括與InGaAs或InGaAsP光電陰極組合的硅傳感器。
32.根據(jù)權(quán)利要求16至31中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述大幅區(qū)域?qū)?yīng)于所述半導(dǎo)體材料的整個(gè)表面。
33.一種用于檢查半導(dǎo)體材料的方法，所述半導(dǎo)體材料包括光伏電池或電池前體，所述半導(dǎo)體材料具有形成在第一表面上的第一鈍化層和形成在與所述第一表面相對(duì)的第二表面上的第二鈍化層，所述方法包括以下步驟: 測(cè)量通過用適于從所述半導(dǎo)體材料產(chǎn)生光致發(fā)光的光照射所述第一表面而產(chǎn)生的第一光致發(fā)光信號(hào)； 測(cè)量通過用適于從所述半導(dǎo)體材料產(chǎn)生光致發(fā)光的光照射所述第二表面而產(chǎn)生的第二光致發(fā)光信號(hào)；以及 分析所述第一光致發(fā)光信號(hào)和所述第二光致發(fā)光信號(hào)以獲得關(guān)于所述第一鈍化層和所述第二鈍化層中的至少一個(gè)的信息。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述第一光致發(fā)光信號(hào)和所述第二光致發(fā)光信號(hào)分別包括通過照射所述第一表面和所述第二表面而產(chǎn)生的光致發(fā)光的第一空間分辨圖像和第二空間分辨圖像。
35.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的方法，其中，所述分析步驟包括從所述第一光致發(fā)光信號(hào)和所述第二光致發(fā)光信號(hào)之間的強(qiáng)度比或強(qiáng)度差計(jì)算一個(gè)或多個(gè)度量。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，對(duì)等效樣品區(qū)域逐個(gè)像素地計(jì)算所述強(qiáng)度比或強(qiáng)度差。
37.根據(jù)權(quán)利要求1-15或者33-36中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為了質(zhì)量控制或工藝控制目的將所述方法在線應(yīng)用于光伏電池制造工藝。
38.根據(jù)權(quán)利要求16-32中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，當(dāng)為了質(zhì)量控制或工藝控制目的在線應(yīng)用于光伏電池制造工藝時(shí)。
39.一種制品，包括具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-15或者33-37中任一項(xiàng)所述的方法或者操作根據(jù)權(quán)利要求16-32或者38中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK104412098SQ201380035976
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】托爾斯滕·特魯普克, 約爾根·韋伯 申請(qǐng)人:Bt成像股份有限公司