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一种基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法及系统技术方案

技术编号:41086985 阅读:27 留言:0更新日期:2024-04-25 13:48
本发明专利技术公开了一种基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法及系统,该检测方法包括:(1)对包含离子注入的样品进行基于超快光声技术的泵浦光激励,产生高频相干声脉冲,接着用探测光接收超声脉冲,获得瞬态反射率随时间变化的信号;(2)对获得的瞬态反射率信号进行处理,利用时域布里渊振荡原理,以及离子注入区域对振荡振幅的调制,用模拟未注入信号与实际有注入信号作差,获得离子注入缺陷的深度分布结果。同时,本发明专利技术搭建了基于超快光声原理的检测系统。本发明专利技术提供了一种十纳米量级高精度离子注入缺陷的深度分布测量方法及系统,实现了无接触式的在线可集成无损检测,解决了现有检测手段有损测量问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计一种材料内部缺陷的检测方法及系统,具体涉及一种基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法及系统


技术介绍

1、离子注入技术:离子注入技术是目前应用于铌酸锂切片、掺杂改性中较为广泛的一项技术。该技术由二十世纪六十年代发展起来,被广泛应用于半导体、金属和绝缘体等材料的表面及近表面的改性,在集成光电子电路、半导体芯片行业等取得了瞩目的成就。离子注入的基本过程为,通过高压带电场对离子源中的离子进行加速,让离子轰击材料的表层。离子进入材料的晶格之后,与晶格中的电子先相互作用,损失一定能量(速度降低)之后与晶格中的原子核相互碰撞,最后停留在一定深度。这个过程会引起材料表面附近的组分受到掺杂、缺陷增加、晶体结构发生变化等,这些变化与离子注入时加速电压的大小、离子种类、入射角度等有关,最后获得了材料光学、化学或机械性能的变化。离子注入技术优势在于,(1)利用单一或可控离子束源,在高真空下进行,可以获得高纯度的注入样品;(2)可选用不同的离子源和加速电压,精确控制注入离子的数量和种类,调整离子注入的深度分布,具有非常高的可控性和重复性;(3)可以在各种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,所述样品包括半导体或绝缘体晶圆,离子注入深度的分布在3μm以内。

3.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,镀膜方法采用高真空等离子溅射镀膜技术,金属层的选择满足阻抗匹配,厚度不超过25nm。

4.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,对接收到的反射光电信号进行去除热背景、多正弦拟合以及作差...

【技术特征摘要】

1.一种基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,所述样品包括半导体或绝缘体晶圆,离子注入深度的分布在3μm以内。

3.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,镀膜方法采用高真空等离子溅射镀膜技术,金属层的选择满足阻抗匹配,厚度不超过25nm。

4.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,对接收到的反射光电信号进行去除热背景、多正弦拟合以及作差之后,计算得到材料离子注入深度的分布。

5.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,步骤(2)中的测试过程,对于各向异性材料,测试偏振沿寻常光或非常光方向开始,每旋转10度测量一次,共计旋转180度,在特定偏振下,指示注入层深度的信号会更加明显;对于各项同性材料,可任意选择偏振角度测试。

6.根据权利要求1所述的基于超快光声原理的离子注入缺陷高精度无损检测方法,其特征在于,普适的拟合公式为:

7.一种基于权利要求1-6任一所述检测方法进行离子注入缺陷高精度无损检测的系统,其特征在于,该系统包括激光器(4),光隔离器(5),1/2波片(6),偏振分光棱镜(7),延迟位移台(8),倍频晶体(9),1/4波片(10),锁相信号放大器(11),信号发生器(12),电光调制器(13),分光棱镜...

【专利技术属性】
技术研发人员:颜学俊赵泓远陈志恒姚俊亨侯玥盈徐晓东卢明辉陈延峰
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:

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