一种基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法，包括：S1：选取不同界面特性的定标样品；S2：将电子波包入射所述多个定标样品，在其界面上进行反射并产生古斯汉欣位移现象；S3：测量步骤S2界面反射后的不同输出位置和/或电子古斯汉欣位移；S4：建立界面特性与输出位置和/或电子古斯汉欣位移的对应关系；S5：将电子波包以相同的初始状态入射待测器件，测量在其界面反射后的输出位置和/或电子古斯汉欣位移；S6：将步骤S5测得的输出位置和/或电子古斯汉欣位移代入步骤S4建立的对应关系，确定所述待测器件的界面特性。本发明专利技术可测量固体内部界面，且可测量纳米级别的界面，用于检验批量生产的纳米器件，思路简单，易操作。易操作。易操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法


[0001]本专利技术涉及纳米器件界面特性探测领域，尤其是涉及一种基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法。

技术介绍

[0002]对于表面粗糙度的概念，国际GB/3505
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83中的定义如下：是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。关于表面粗糙度的检测，已有的公开专利提出了：例如，一种晶圆表面粗糙度检测方法，该检测方法建立好粗糙度与反光度的关系式，可由光学检测仪检测出的反光度来实现对晶圆表面的粗糙度的实时检测。又如，一种基于反射型太赫兹时域光谱的金属表面粗糙度检测方法，太赫兹波在金属表面发生发射，可根据位于镜面反射方向的太赫兹探测器检测到的反射太赫兹波的大小来获得粗糙度。再如，一种基于成像仿真的表面粗糙度检测方法，该方法在计算设备中执行，获取待测工件的表面图像；计算表面图像的特征指标值；根据预先确定的特征指标值与表面粗糙度的对应关系，确定待测工件的表面粗糙度。
[0003]古斯汉欣位移是指光束在两种介质界面上发生全反射时，反射光束在入射面内偏离几何光学路径的一小段横向位移。古斯汉欣位移作为一种基本的光学现象，其物理原理在于光的波动本质，它不仅在光学中发生，也可以存在于其他具有“波动”特性的领域，如电子、冷原子、中子、声波等。然而，现有技术中还没有出现利用古斯汉欣位移对表面粗糙度等界面特性进行测量的方法。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的在于利用界面特性对电子古斯汉欣位移的规律性影响，提供一种基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法。
[0005]本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]一种基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法，包括如下步骤：
[0007]S1：选取多个已知的具备不同界面特性的纳米器件作为定标样品；
[0008]S2：将电子波包以初始状态入射所述多个定标样品，在所述多个定标样品的界面上进行反射并产生古斯汉欣位移现象；
[0009]S3：测量步骤S2的电子波包在所述多个定标样品的界面反射后的不同输出位置和/或电子古斯汉欣位移；
[0010]S4：根据所述多个定标样品的不同界面特性与步骤S3测得的不同输出位置和/或电子古斯汉欣位移，建立界面特性与输出位置和/或电子古斯汉欣位移的对应关系；
[0011]S5：将电子波包以与步骤S2相同的初始状态入射待测器件，测量电子波包在所述待测器件的界面反射后的输出位置和/或电子古斯汉欣位移；
[0012]S6：根据步骤S4建立的对应关系以及步骤S5测得的输出位置和/或电子古斯汉欣位移，得出所述待测器件的界面特性。
[0013]具体地，所述界面特性为界面势垒粗糙度、界面势垒高度、界面弯曲程度、渐变势垒两侧界面之间的变化方向中的任意一种。
[0014]进一步地，当测量的界面特性为界面势垒粗糙度时，所述步骤S4建立的对应关系呈现规律为：界面势垒粗糙度越大，则输出位置越近和/或电子古斯汉欣位移越小。
[0015]进一步地，当测量的界面特性为界面势垒高度时，所述步骤S4建立的对应关系呈现规律为：界面势垒高度越大，则输出位置越近和/或电子古斯汉欣位移越小。
[0016]进一步地，当测量的界面特性为界面弯曲程度时，所述步骤S4建立的对应关系呈现规律为：界面弯曲程度越大，则输出位置越远和/或电子古斯汉欣位移越大。
[0017]进一步地，使用的测量装置包括层叠设置的第一绝缘层、二维导电层和第二绝缘层，所述二维导电层上形成有势垒，所述势垒的界面特性为测量对象；所述二维导电层的边缘设置有电子输入端和多个电子输出端，所述电子输入端用于入射电子波包，所述电子输出端用于接收反射后的电子波包。
[0018]进一步地，所述第一绝缘层和第二绝缘层分别由绝缘陶瓷或半绝缘碳化硅制成。
[0019]进一步地，所述二维导电层为石墨烯、氮化硼、二硫化钼或黑磷形成的二维电子材料层，或者为由半导体异质结界面形成的二维电子气层。
[0020]本专利技术还提供一种检验纳米器件的界面特性是否合格的方法，包括如下步骤：
[0021](1)选取多个已知的具备不同界面特性的纳米器件作为定标样品；
[0022](2)将电子波包以初始状态入射所述多个定标样品，在所述多个定标样品的界面上进行反射并产生古斯汉欣位移现象；
[0023](3)测量步骤(2)的电子波包在所述多个定标样品的界面反射后的不同输出位置；
[0024](4)根据所述多个定标样品的不同界面特性与步骤(3)测得的不同输出位置，建立界面特性与输出位置的对应关系；
[0025](5)根据对待检验器件预设的合格界面特性以及步骤(4)建立的对应关系，得到预设的输出位置；
[0026](6)将电子波包以与步骤(2)相同的初始状态入射所述待检验器件，在所述待检验器件的界面反射后输出电子束，根据电子束的输出位置与步骤(5)所述预设的输出位置是否相同，判断所述待检验器件的界面特性是否合格，判断依据为：若相同，则合格；若不相同，则不合格。
[0027]进一步地，所述步骤(5)还包括：在所述预设的输出位置设置预设的电子输出端；所述步骤(6)中，通过电子束是否从步骤(5)所述预设的电子输出端输出来确定“电子束的输出位置与步骤(5)所述预设的输出位置是否相同”，进而判断所述待检验器件的界面特性是否合格，判断依据为：若电子束从所述预设的电子输出端输出，则合格；若电子束未从所述预设的电子输出端输出，则不合格。
[0028]相对于现有技术，本专利技术提出利用界面特性对电子古斯汉欣位移的规律性影响来测量界面势垒粗糙度、界面势垒高度、界面弯曲程度等界面特性的方法，该方法还可以实现判别渐变势垒两侧界面及其变化方向。本专利技术还提出根据电子束是否在预先设定的电子输出端输出，从而确定待检验纳米器件是否合格，这为判断批量生产的纳米器件是否合格提供了一种新的检验思路，并且此检验方法思路简单，易操作。
[0029]光束与电子在界面反射会有古斯汉欣位移，但光并不能探测到固体内部，而电子
可以探测到固体内部。在本专利技术的方法中，利用电子古斯汉欣位移除了可以检测固体表面特性外，还可根据电子能探测到固体内部的特性来实现固体内部界面特性的测量，这比利用光束古斯汉欣位移更有优势。此外，本专利技术的方法可用于测量纳米级别的界面特性。
[0030]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
附图说明
[0031]图1为本专利技术基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法的流程图。
[0032]图2示出了本专利技术所述界面特性测量方法使用的一种测量装置。
[0033]图3为图2的测量装置中二维导电层的俯视图。
[0034]图4为二维导电层上具有方形粗糙界面的势垒。
[0035]图5为半导体中电子波包在不同方形粗糙度的界面反射的中心轨迹。
[0036]图6为图5的中心轨迹在x＝70nm处的Δy
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电子古斯汉欣位移的界面特性测量方法，其特征在于包括如下步骤：S1：选取多个已知的具备不同界面特性的纳米器件作为定标样品；S2：将电子波包以初始状态入射所述多个定标样品，在所述多个定标样品的界面上进行反射并产生古斯汉欣位移现象；S3：测量步骤S2的电子波包在所述多个定标样品的界面反射后的不同输出位置和/或电子古斯汉欣位移；S4：根据所述多个定标样品的不同界面特性与步骤S3测得的不同输出位置和/或电子古斯汉欣位移，建立界面特性与输出位置和/或电子古斯汉欣位移的对应关系；S5：将电子波包以与步骤S2相同的初始状态入射待测器件，测量电子波包在所述待测器件的界面反射后的输出位置和/或电子古斯汉欣位移；S6：根据步骤S4建立的对应关系以及步骤S5测得的输出位置和/或电子古斯汉欣位移，得出所述待测器件的界面特性。2.根据权利要求1所述的界面特性测量方法，其中，所述界面特性为界面势垒粗糙度、界面势垒高度、界面弯曲程度、渐变势垒两侧界面之间的变化方向中的任意一种。3.根据权利要求2所述的界面特性测量方法，其中，当测量的界面特性为界面势垒粗糙度时，所述步骤S4建立的对应关系呈现规律为：界面势垒粗糙度越大，则输出位置越近和/或电子古斯汉欣位移越小。4.根据权利要求2所述的界面特性测量方法，其中，当测量的界面特性为界面势垒高度时，所述步骤S4建立的对应关系呈现规律为：界面势垒高度越大，则输出位置越近和/或电子古斯汉欣位移越小。5.根据权利要求2所述的界面特性测量方法，其中，当测量的界面特性为界面弯曲程度时，所述步骤S4建立的对应关系呈现规律为：界面弯曲程度越大，则输出位置越远和/或电子古斯汉欣位移越大。6.根据权利要求1所述的界面特性测量方法，其中，使用的测量装置包括层叠设置的第一绝缘层、二维导电层和第二绝缘层，所述二维导电层上形成有势垒，所述势垒的界面特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟菊莲，许坤远，程受广，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：