[發明專利]一種消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法

有效

• 申請號: 201310483402.7
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103543130A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李斌成;王謙
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;盧紀

1.一種消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟（1）、將強度周期調制的聚焦激勵光束垂直照射到被測半導體樣品表面，樣品因吸收激勵光束能量在被照射處產生周期性變化的載流子密度波場，載流子經輻射復合產生紅外輻射信號即光載流子輻射信號，經拋物面鏡對收集和光電探測器探測，并通過鎖相放大器解調獲得光載流子輻射信號的交流信號；

步驟（2）、改變激勵光束強度的調制頻率，重復步驟（1）得到一個聚焦透鏡和樣品表面間距時每一頻率所對應的光載流子輻射信號，包括一次諧波振幅值和相位值；

步驟（3）、改變聚焦透鏡與樣品表面間距，重復步驟（1）和（2）得到不同間距時每一個頻率所對應的光載流子輻射信號，包括一次諧波振幅值和相位值；

步驟（4）、處理步驟（2）和步驟（3）得到的測量數據；以初始距離為標準，其他間距下測量的頻率掃描結果數據對其進行比較，其中振幅相除，相位相減，消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應對半導體材料特性測量的影響，利用多參數擬合程序對消除系統頻率響應影響后的測量數據進行擬合處理，得到待測樣品的特性參數。

2.根據權利要求1所述的消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法，其特征在于：所述的激勵光源采用連續半導體激光器或二極管泵浦的固體激光器或氣體激光器作為光源，且所述激勵光源產生的激勵光的光子能量大于被測半導體的本征半導體禁帶寬度。

3.根據權利要求1所述的消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法，其特征在于：所述的激勵光源產生的激勵光束的強度須被周期性地調制，產生調制激勵光束；調制激勵光束強度可通過調制半導體激光器的驅動電流或電壓，或采用聲光調制器、或電光調制器、或機械斬波器調制連續激光束來實現。

4.根據權利要求1所述的消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法，其特征在于：所述的激勵光源產生的激勵光經反射鏡反射和聚焦透鏡聚焦后垂直入射到樣品表面。

5.根據權利要求1所述的消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法，其特征在于：通過精密位移平臺來改變聚焦透鏡與被測樣品表面的間距，從而改變聚焦到樣品表面的激勵光束的光斑尺寸大小。

6.根據權利要求1所述的消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法，其特征在于：所述的收集光載流子輻射信號的拋物面鏡對和光電探測器放置在被測樣品后表面或前表面，前表面時需加濾光片，該濾光片濾除激勵光束的散射光。

7.根據權利要求1所述的消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應影響的方法，其特征在于：通過選擇適當組數的透鏡與被測樣品間距更有效地消除光載流子輻射技術半導體材料特性測量裝置的系統頻率響應對半導體材料特性測量的影響，提高測量待測半導體材料特性參數的精度。