一种消除光载流子辐射技术半导体材料特性测量装置的系统频率响应影响的方法

摘要

本发明涉及一种消除光载流子辐射技术半导体材料特性测量装置的系统频率响应影响的方法，基于半导体材料对强度周期性调制的聚焦激励光束吸收后产生的红外辐射，通过收集和测量光载流子辐射信号测量半导体材料特性参数；通过改变激励光束强度的调制频率，得到光载流子辐射信号与调制频率的关系曲线；通过改变聚焦透镜和样品之间的间距，得到不同激励光束光斑尺寸下光载流子辐射信号与调制频率的关系曲线；通过分析不同激励光束光斑尺寸下光载流子辐射信号与调制频率的关系曲线，得到测量装置的频率响应函数并消除其对半导体材料特性测量的影响。本发明弥补了传统方法测量误差较大对测量精度的影响，提高了半导体材料特性参数的测量精度。

主权项

一种消除光载流子辐射技术半导体材料特性测量装置的系统频率响应影响的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)、将强度周期调制的聚焦激励光束垂直照射到被测半导体样品表面，样品因吸收激励光束能量在被照射处产生周期性变化的载流子密度波场，载流子经辐射复合产生红外辐射信号即光载流子辐射信号，经抛物面镜对收集和光电探测器探测，并通过锁相放大器解调获得光载流子辐射信号的交流信号；步骤(2)、改变激励光束强度的调制频率，重复步骤(1)得到一个聚焦透镜和样品表面间距时每一频率所对应的光载流子辐射信号，包括一次谐波振幅值和相位值；步骤(3)、改变聚焦透镜与样品表面间距，重复步骤(1)和(2)得到不同间距时每一个频率所对应的光载流子辐射信号，包括一次谐波振幅值和相位值；步骤(4)、处理步骤(2)和步骤(3)得到的测量数据；以初始距离为标准，其他间距下测量的频率扫描结果数据对其进行比较，其中振幅相除，相位相减，消除光载流子辐射技术半导体材料特性测量装置的系统频率响应对半导体材料特性测量的影响，利用多参数拟合程序对消除系统频率响应影响后的测量数据进行拟合处理，得到待测样品的特性参数；所述的激励光源采用连续半导体激光器或二极管泵浦的固体激光器或气体激光器作为光源，且所述激励光源产生的激励光的光子能量大于被测半导体的本征半导体禁带宽度；所述的激励光源产生的激励光束的强度须被周期性地调制，产生调制激励光束；调制激励光束强度可通过调制半导体激光器的驱动电流或电压，或采用声光调制器、或电光调制器、或机械斩波器调制连续激光束来实现；所述的激励光源产生的激励光经反射镜反射和聚焦透镜聚焦后垂直入射到样品表面；通过精密位移平台来改变聚焦透镜与被测样品表面的间距，从而改变聚焦到样品表面的激励光束的光斑尺寸大小；所述的收集光载流子辐射信号的抛物面镜对和光电探测器放置在被测样品后表面或前表面，前表面时需加滤光片，该滤光片滤除激励光束的散射光。