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原文传递一种基于双探测光束的半导体材料特性测量装置及方法

专利名称：	一种基于双探测光束的半导体材料特性测量装置及方法
摘要：	一种基于双探测光束的半导体材料特性测量装置及方法，用于测量半导体材料特征参数和监控掺杂等工艺过程。基于半导体材料对强度周期性调制的激励光的吸收，在同一套测试系统中同时获得自由载流子吸收信号和光调制反射信号；通过改变激励光的调制频率，得到频域的自由载流子吸收信号和光调制反射信号；通过改变激励光和探测光之间的间距，得到空间域的自由载流子吸收信号和光调制反射信号；通过分析处理所得信号或通过与定标样品的信号数据比较，可得到半导体材料的特征参数及掺杂浓度等工艺参数。本发明弥补单一技术存在的缺点及提高测量精度；在一个装置中同时获取两种信号，较单一技术获得半导体材料更多的重要参数。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中国科学院光电技术研究所
发明人：	李斌成;黄秋萍;刘显明;韩艳玲
专利状态：	有效
申请日期：	2009-05-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN200910083565.X
公开号：	CN101551324
代理机构：	北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：	成金玉;卢纪
分类号：	G01N21/31(2006.01)I
申请人地址：	610209四川省成都市双流350信箱
主权项：	1、一种基于双探测光束的半导体材料特性测量装置，其特征在于包括：产生激励光的激励光源(1)；产生光调制反射信号探测光的探测光源(2)；产生自由载流子吸收信号探测光的探测光源(3)；用于调制激发光强度的激励光调制系统(4)；用于控制系统自动运行及存储、处理信号数据的计算机(5)；用于反射激励光并使激励光照射在样品表面、并让上述两个探测光透射至样品表面的第一分光镜(7)；用于改变第一分光镜(7)的位置以改变激励光光束和两个探测光光束在样品表面的间距的精密位移平台(6)；用于改变两个探测光光路的第二分光镜(8)、第三分光镜(9)和第四分光镜(10)；固定样品的样品台(11)；用于探测自由载流子吸收信号的探测器(12) 及探测光调制反射信号的探测器(13)；用于记录信号的数字存储示波器或数据采集卡 (14)、锁相放大器(15)；收集探测自由载流子吸收信号探测光束的聚焦透镜(16)、收集探测光调制反射信号探测光束的聚焦透镜(17)；探测光波长窄带的第一滤光镜(18) 和第二滤光镜(19)；其中激励光源(1)产生的周期性变化的激励光经第一分光镜(7)反射到置于样品台(11) 的样品表面，样品因吸收激励光的能量而在被照射处产生周期性变化的温度场和载流子密度波场，导致样品被激励光照射处反射率发生周期性变化；探测光源(2)产生的光调制反射信号探测光分别经第四分光镜(10)、第三分光镜(9)、第一分光镜(7)后照到样品被激励光照射处或相邻位置上，反射的光调制反射信号探测光经第一分光镜 (7)、第三分光镜(9)、第四分光镜(10)后，再通过第二滤光镜(19)滤光，聚焦透镜(17)聚焦收集，并由探测器(13)探测得到光调制反射信号；另外一方面，探测光源(3)产生的自由载流子吸收信号探测光分别经第二分光镜(8)、第三分光镜(9)、第一分光镜(7)后照到样品被激励光照射处或相邻位置上，自由载流子吸收信号探测光被样品内产生的过剩载流子吸收后从样品后表面射出，经第一滤光镜(18)滤光，聚焦透镜(16)聚焦收集，并由探测器(12)探测得到自由载流子吸收信号；用于探测自由载流子吸收信号的探测器(12)及探测光调制反射信号的探测器(13)的信号输出端口连接至锁相放大器(15)的信号输入端口和数字存储示波器或数据采集卡(14)的输入端口，以记录自由载流子吸收信号的直流幅值、交流幅值以及光调制反射信号的直流幅值、交流幅值；激励光调制系统(4)的信号输出端口连接至激励光源(1)的调制输入端口，使激励光的强度被周期性调制；激励光调制系统(4)的同步信号输出端口连接至锁相放大器(15)的参考信号输入端口，以实现信号的采集；计算机(5)通过通讯端口与数字存储示波器或数据采集卡(14)、锁相放大器(15)、电控精密位移台(6)、激励光调制系统(4)连接，实现对系统的自动控制和数据采集及存储、处理。
所属类别：	发明专利