【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，特别涉及半导体点缺陷的测量系统、测量方法。
技术介绍
1、半导体点缺陷包括空位、间隙原子、反位缺陷、多空位、点缺陷与杂质的复合物。点缺陷会在半导体带隙中引入缺陷能级，半导体载流子会有一定的几率被这些缺陷能级俘获，从而对半导体器件性能造成影响。对于高性能电力电子器件、高可靠性通信激光器、耐辐照半导体器件等一些半导体器件，即使数量很少的点缺陷都会对器件造成潜在的影响。目前，常用的半导体点缺陷的测量方法有深能级瞬态谱方法、正电子湮灭谱方法等，这些方法需要做电极或正电子源，而且表征流程比较复杂，同时缺少少量甚至单个点缺陷的表征能力。
技术实现思路
1、针对现有技术问题，本专利技术提出一种半导体点缺陷的测量系统、测量方法。
2、作为本专利技术的第一个方面，提供了一种半导体点缺陷的测量系统，包括：
3、荧光产生装置，适用于发射探测激光，并将所述探测激光聚焦至半导体样品的表面上的目标区域，在所述目标区域内，所述半导体样品表面的点缺陷被所述探测激光激发，产生荧光；
4、单光子成像装置，适用于对所述目标区域内的点缺陷进行荧光成像；其中，所述荧光产生装置还适用于根据所述目标区域内的点缺陷所成的荧光图像将所述探测激光聚焦至所述目标区域内的目标点缺陷上，以使所述目标点缺陷产生目标荧光；
5、点缺陷检测装置，包括：
6、光谱检测单元，适用于检测所述目标荧光的光谱信息；
7、光子关联测量单元，适用于检测所述目标荧光的
8、根据本专利技术的实施例，所述荧光产生装置包括：
9、恒温器，适用于放置所述半导体样品且将所述半导体样品的温度保持在恒温状态；
10、激光器，适用于发射初始激光；
11、激光调节单元，适用于对所述初始激光的发散角度、功率和方向进行调节，得到所述探测激光；
12、物镜，适用于对所述探测激光进行聚焦，其中，聚焦后的探测激光照射至所述半导体样品的表面上，所述探测激光在所述半导体样品的表面激发出的荧光又被所述物镜收集；
13、白光成像单元，适用于对所述半导体样品的表面进行白光成像，以确定所述目标区域的位置。
14、根据本专利技术的实施例，所述激光调节单元包括：
15、第一带通滤光片，适用于对所述初始激光进行滤光；
16、第一光阑和第二光阑，适用于对所述滤光后的初始激光进行方向准直；
17、第一透镜，适用于对准直后的初始激光进行聚焦至针孔；
18、第一针孔，适用于准直后的初始激光进行空间滤波；
19、第一透镜，适用于将准直后的初始激光进行聚焦至针孔；
20、第二透镜，适用于对空间滤波后的初始激光进行准直；
21、其中，通过改变所述第二透镜与所述第一针孔的距离，实现对所述初始激光的发散角度的调节。
22、根据本专利技术的实施例，所述荧光产生装置还包括：
23、双色镜，适用于对所述激光调节单元输出的探测激光进行反射以使反射后的探测激光进入所述物镜，还适用于对所述物镜输出的荧光进行透射。
24、根据本专利技术的实施例，所述单光子成像装置包括：
25、第二带通滤波片，适用于对所述荧光产生装置输出的荧光进行滤波；
26、单光子ccd相机，适用于对经所述带通滤波片滤波后的荧光进行成像。
27、根据本专利技术的实施例，上述测量系统，还包括，
28、第一反射镜，适用于改变所述荧光产生装置输出的荧光的传输方向，以使所述荧光产生装置输出的荧光进入所述单光子成像装置或者进入所述点缺陷检测装置。
29、根据本专利技术的实施例，所述光谱检测单元包括：
30、单色仪，适用于对所述目标荧光进行分光；
31、单光子光谱ccd相机，适用于对分光后的所述目标荧光进行探测，以确定所述目标荧光的光谱信息。
32、根据本专利技术的实施例，所述光谱检测单元还包括：
33、长波通滤光片，适用于对所述目标荧光进行滤波，以及阻挡探测激光；
34、第三透镜，适用于对经所述长波通滤光片滤波后的目标荧光进行聚焦；
35、第二针孔，适用于对经所述第三透镜聚焦后的目标荧光进行空间滤波；
36、第一光学屏蔽盒；
37、第四透镜，设置于所述第一光学屏蔽盒内，适用于对经所述第二针孔空间滤波后的目标荧光进行准直，以使准之后的目标荧光为平行光；
38、第一光谱仪耦合透镜，设置于所述第一光学屏蔽盒内，适用于将经所述第四透镜准直之后的目标光聚焦至所述单色仪的入射狭缝。
39、根据本专利技术的实施例，所述光子关联测量单元包括：
40、第二光学屏蔽盒；
41、第二光谱仪耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述单色仪出射狭缝输出的荧光进行准直，得到所述目标荧光；
42、分束器，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于将所述目标荧光分成第一路荧光和第二路荧光；
43、第一光纤耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述分束器产生的第一路荧光进行聚焦；
44、第二光纤耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述分束器产生的第二路荧光进行聚焦；
45、第一光纤，适用于对所述第一光纤耦合透镜聚焦的第一路荧光进行传输；
46、第二光纤，适用于对所述第二光纤耦合透镜聚焦的第二路荧光进行传输；
47、第一光纤耦合器，固定于所述第二光学屏蔽盒的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第一光纤耦合透镜聚焦第一路荧光光斑与所述第一光纤纤芯的对准；
48、第二光纤耦合器，固定于所述第二光学屏蔽盒的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第二光纤耦合透镜聚焦第二路荧光光斑与所述第二光纤纤芯的对准。
49、第一光子计数型探测器，适用于对所述第一路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第一电信号；
50、第二光子计数型探测器，适用于对所述第二路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第二电信号；
51、第一同轴线，适用于将所述第一电信号传输至所述时间相关单光子计数器的第一端；
52、第二同轴线，适用于将所述第二电信号传输至所述时间相关单光子计数器的第二端。
53、时间相关单光子计数器，适用于根据所述第一电信号和所述第二电信号的关联测量检测所述目标荧光是否为单个点缺陷所发出的发光。
54、作为本专利技术的第二个方面，还提供了一种半导体点缺陷的测量方法，基于上述的测量系统实现，所述测量方法包括：
55、利用荧光产生装置发射探测激光，调节所述探测激光，将所述探测激光聚焦至半导体样品的表面的目标区域，在被所述探测激光照射的目标区域内，所述半导体样品表面的点缺陷被所述探测激光激发，产生荧光；
56、利本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体点缺陷的测量系统，包括：
2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述荧光产生装置包括：
3.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述激光调节单元包括：
4.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述荧光产生装置还包括：
5.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述单光子成像装置包括：
6.根据权利要求1所述的测量系统，还包括，
7.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述光谱检测单元包括：
8.根据权利要求7所述的测量系统，其中，所述光谱检测单元还包括：
9.根据权利要求1所述的测量系统，其中，
10.一种半导体点缺陷的测量方法，基于权利要求1-9任一项所述的测量系统实现，所述测量方法包括：
【技术特征摘要】
1.一种半导体点缺陷的测量系统，包括：
2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述荧光产生装置包括：
3.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述激光调节单元包括：
4.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述荧光产生装置还包括：
5.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述单光子成像装置包括：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦秀明，丁琨，孙宝权，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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