一种半导体材料的缺陷表征系统、方法和相关装置与流程

本申请涉及材料缺陷表征领域，特别涉及一种半导体材料的缺陷表征系统、方法和相关装置。

背景技术：

1、光电容测试方法是一种有效测量半导体材料的深能级缺陷的方法，能够测量出半导体材料内深能级缺陷的分布信息，然而，此方法只能检测深能级的能级位置及分布，并且测试手段较为复杂。因此，提供一种合适的半导体材料的缺陷表征系统及方法成为目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种半导体材料的缺陷表征系统、方法和相关装置，从而可以在缺陷表征图像中更准确的显示出各种缺陷，提高对半导体材料缺陷检测的全面性和准确性。

2、其具体方案如下：

3、一方面，本申请提供了一种半导体材料的缺陷表征系统，包括：

4、超连续激光发射器，用于发射激光光束；

5、在所述超连续激光发射器和分光晶体之间的光路上，具有依次设置的起偏器、第一棱镜和第一透镜；所述起偏器用于使所述激光光束变为第一线偏振光；所述第一棱镜用于使所述第一线偏振光分解为寻常光和非寻常光；所述第一透镜用于使所述寻常光和非寻常光的出射方向平行；

6、设置在所述分光晶体和样品位移台之间的光路上的显微镜，所述样品位移台用于放置所述半导体材料，所述分光晶体用于使所述寻常光和所述非寻常光入射至所述显微镜，以便所述显微镜进行聚焦；

7、在所述分光晶体与所述光电探测器之间的光路上，具有依次设置的第二透镜、第二棱镜、检偏器和狭缝；所述第二透镜用于改变所述半导体材料的表面反射的寻常光和非寻常光经过所述分光晶体后的出射方向；所述第二棱镜用于将所述半导体材料的表面反射的寻常光和非寻常光会聚为第二线偏振光；所述狭缝用于使所述第二线偏振光发生干涉，并入射至所述光电探测器中；所述光电探测器用于将接收到的光信号转换为电信号；

8、计算机，用于根据所述电信号显示所述半导体材料的表面的缺陷表征图像。

9、可选地，还包括：

10、相互连接的锁相放大器和斩波器，所述锁相放大器用于控制所述斩波器的频率；

11、所述斩波器位于所述第一透镜和所述分光晶体之间的光路上，用于根据所述频率调整所述寻常光和所述非寻常光。

12、可选地，还包括：

13、与所述样品位移台连接的步进电机控制器，用于控制所述样品位移台进行移动。

14、可选地，还包括：

15、位于所述超连续激光发射器和所述起偏器之间的光路上的小孔滤波器，用于提纯所述激光光束。

16、可选地，所述第一棱镜或所述第二棱镜为诺马斯基棱镜。

17、可选地，还包括：

18、光源以及与所述计算机相连的ccd探测器，用于在对所述半导体材料进行检测之前，标定所述半导体材料的测试位置。

19、又一方面，本申请实施例还提供了一种半导体材料的缺陷表征方法，应用于所述的半导体材料的缺陷表征系统，包括：

20、控制所述超连续激光发射器发射所述激光光束；

21、所述激光光束经过所述起偏器、所述第一棱镜和所述第一透镜之后，向所述分光晶体出射平行的所述寻常光和所述非寻常光；

22、所述寻常光和所述非寻常光经过所述分光晶体和所述显微镜后，入射至所述半导体材料的表面上；

23、被所述半导体材料反射回的寻常光和非寻常光经过所述分光晶体、所述第二透镜和所述第二棱镜，得到所述第二线偏振光；

24、所述第二线偏振光经过所述检偏器和所述狭缝后发生干涉，入射至所述光电探测器中；

25、所述光电探测器根据接收到的光信号转换为电信号；

26、所述计算机根据所述电信号显示所述半导体材料的表面的缺陷表征图像。

27、可选地，在控制所述超连续激光发射器发射所述激光光束之前，所述方法还包括：

28、所述光源发出的光经过所述分光晶体入射和所述显微镜后，入射至所述半导体材料的表面上；

29、被所述半导体材料的表面反射回的光经过所述分光晶体、所述第二透镜和所述第二棱镜后，被所述ccd探测器接收；

30、所述ccd探测器将接收到的信号传输至所述计算机，以便所述计算机显示所述半导体材料的表面图像，在所述表面图像中标定所述半导体材料的测试位置。

31、又一方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器以及存储器：

32、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

33、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行以上方面所述的方法。

34、又一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行以上方面所述的方法。

35、本申请实施例提供了一种半导体材料的缺陷表征系统、方法和相关装置，该系统包括超连续激光发射器，用于发射激光光束；在超连续激光发射器和分光晶体之间的光路上，具有依次设置的起偏器、第一棱镜和第一透镜；起偏器用于使激光光束变为第一线偏振光；第一棱镜用于使第一线偏振光分解为寻常光和非寻常光；第一透镜用于使寻常光和非寻常光的出射方向平行；设置在分光晶体和样品位移台之间的光路上的显微镜，样品位移台用于放置半导体材料，分光晶体用于使寻常光和非寻常光入射至显微镜，以便显微镜进行聚焦；在分光晶体与光电探测器之间的光路上，具有依次设置的第二透镜、第二棱镜、检偏器和狭缝；第二棱镜用于改变半导体材料的表面反射的寻常光和非寻常光经过分光晶体后的出射方向；第二棱镜用于将半导体材料的表面反射的寻常光和非寻常光会聚为第二线偏振光；狭缝用于使第二线偏振光发生干涉，并入射至光电探测器中；光电探测器用于将接收到的光信号转换为电信号；计算机，用于根据电信号显示半导体材料的表面的缺陷表征图像。

36、在本申请实施例中，通过半导体材料表面的缺陷导致寻常光和非寻常光之间的光程差的差异，能够使得缺陷表征图像更加清晰的表现缺陷。而且，超连续激光发射器发射的激光光束具有连续的光谱，光谱范围可以包括从紫外光至红外光，从而可以测量出半导体材料中的各种缺陷，例如深能级缺陷、浅能级缺陷和杂质缺陷等，从而可以在缺陷表征图像中更准确的显示出各种缺陷，提高对半导体材料缺陷检测的全面性和准确性。

技术特征：

1.一种半导体材料的缺陷表征系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体材料的缺陷表征系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的半导体材料的缺陷表征系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的半导体材料的缺陷表征系统，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1-4任意一项所述的半导体材料的缺陷表征系统，其特征在于，所述第一棱镜或所述第二棱镜为诺马斯基棱镜。

6.根据权利要求1所述的半导体材料的缺陷表征系统，其特征在于，还包括：

7.一种半导体材料的缺陷表征方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任意一项所述的半导体材料的缺陷表征系统，包括：

8.根据权利要求7所述的半导体材料的缺陷表征方法，其特征在于，在控制所述超连续激光发射器发射所述激光光束之前，所述方法还包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器以及存储器：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求7-8中任意一项所述的方法。

技术总结
本申请提供一种半导体材料的缺陷表征系统、方法和相关装置，系统包括超连续激光发射器、分光晶体、起偏器、第一棱镜、第一透镜、显微镜、样本位移台、第二透镜、第二棱镜、检偏器、狭缝和计算机，通过半导体材料表面的缺陷导致寻常光和非寻常光之间的光程差的差异，能够使得缺陷表征图像更加清晰的表现缺陷。而且，超连续激光发射器发射的激光光束具有连续的光谱，光谱范围可以包括从紫外光至红外光，从而可以测量出半导体材料中的各种缺陷，例如深能级缺陷、浅能级缺陷和杂质缺陷等，从而可以在缺陷表征图像中更准确的显示出各种缺陷，提高对半导体材料缺陷检测的全面性和准确性。

技术研发人员：王岩,徐鹏飞
受保护的技术使用者：无锡华兴光电研究有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/17