薄膜アプリケーション

 

薄膜太陽電池の継続的な安定生産には、成膜と処理プロセスの適切な制御が不可欠です。セミラボでは、薄膜の電気・光学特性評価用に複数のメトロロジーソリューションをご提供しています。

当社の特別設計の4探針・6探針プローブおよび渦電流センサー(Eddy Current)は、薄膜半導体のほか、透明導電膜(TCO膜)や金属膜、その他あらゆる対象物のシート抵抗を正確に測定します。

セミラボの「分光エリプソメトリー」と「分光ヘイズ&反射率」技術によって、多層膜構造でも、各層の厚さやその他光学パラメータの完全な特性評価を実施することができます。

        薄膜アプリケーション

テクノロジー

TCOシート抵抗

 

薄膜のシート抵抗測定は、非接触・非破壊の渦電流法を用いて実現できます。渦電流測定は、コイル内の交流電流の流れに基づいています。発生した磁界がサンプル内に循環電流(渦電流)を生じさせます。渦電流測定は、実際には、材料内の電気損失を測定します。内蔵距離センサー(キャパシタンス測定に基づく)により、測定ヘッドがサンプルの上を一定の高さで移動します。その間、2つのセンサーが同じスポットを測定します。測定される信号はサンプルのシート抵抗およびプローブとサンプルとの間の距離にも左右されるため、シート抵抗の真値は距離値と渦電流信号から求めることができます。

渦電流は、導電性に優れた材料では、導電性が低い材料より高くなります。

TCOシート抵抗

非接触式渦電流プローブ

 

4探針プローブによるシート抵抗測定

 

4探針プローブ(4PP)は、ドーピング密度、抵抗率、エミッターシート抵抗値のモニタリングを行うために広く使用されている接触測定法です。電圧と電流の電極を分離することで、接触抵抗の影響を測定結果から排除します。使用電圧が制限されているため、高抵抗率範囲では測定可能な電流が非常に小さくなり、これが測定に対する制限となります。当社では、6探針プローブ(6PP)法を用いることでこの問題を解決し、探針を2本追加して測定ノイズを可能な限り抑制しています。

4探針プローブによるシート抵抗測定

分光ヘイズ&反射率

ヘイズは、拡散的に散乱された光と全透過光の割合です。透過光の(直接)正反射部分は、光トラップディスクが開状態の場合、トラップに吸収されます。この状況では、収集されたスペクトルは透過光の散乱部分のみを分散させます。トラップディスクが閉じている場合、測定スペクトルは全透過光で構成されます。

分光ヘイズ&反射率

直接&散乱光の角度分布 直接&散乱光の角度分布

分光エリプソメトリー

エリプソメトリーは絶対的な光学的測定法であり、媒質を通過中の光の偏光の変化を測定します。偏光の位相は、反射中の層構造が原因で歪みを呈するため、この構造内の媒質の材料特性の抽出が可能になります。

偏光の歪みは、複数の光学コンポーネントが光偏光を変調させる複数の方法で特定できます。セミラボでは、最も進んだ回転補償子レイアウトを採用しており、ハイエンドの広帯域補償子が回転角に応じて異なる位相転移を生じさせることで、エリプソメトリーパラメータを分光的に特定できます。

エリプソメトリーは間接的なメトロロジーであるため、厚さや屈折率の値を抽出するには、実際の構造のモデリングとパラメータフィッティングが必要です。セミラボの分光エリプソメトリーアナライザー(SEA)ソフトウェアは、実際の構造のモデルを構築するための幅広い手法や、モデルパラメータをフィッティングして目的の値を取得するための強力なアルゴリズムを装備しています。  

分光エリプソメトリー

外観検査

 

外観検査技術では、2つの主な技術と装置を組み合わせています。すなわち、分光エリプソメーターとコア内システムの高解像度画像処理システムと、2D-3Dラインスキャンカメラを用いて、欠陥検出や、各種の表面特性の寸法測定を行っています。このプラットフォームは、印刷方式PV(有機、ペロブスカイト)アプリケーション向けに特別に開発されました。

外観検査

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