一种半导体少数载流子寿命分布的红外偏振光学成像检测方法与系统

摘要

本发明公开了一种半导体少数载流子寿命分布的红外偏振光学成像检测方法与系统。所述方法由短波焦平面红外相机采集少数载流子辐射复合偏振发光图像序列、激光光源偏振激励、少数载流子辐射复合偏振发光信号处理与图像分析三个步骤组成；所述系统包括激光偏振激励装置、NI数据采集卡、短波焦平面红外相机及计算机。本发明应用红外偏振成像技术和数字信号处理技术得到调制偏振光诱发半导体材料的少数载流子辐射复合偏振光的频域响应特性，利用少数载流子辐射复合偏振发光频响特性分析得到少数载流子寿命，这是一种快速、准确获取少数载流子寿命分布的无损检测方法。

主权项

一种半导体少数载流子寿命分布的红外偏振光学成像检测方法，其特征在于所述方法步骤如下：首先，将短波焦平面红外相机通过高度调整立柱固定在工作台上，调焦镜头前端带有第一1/4λ偏振片和长通滤波片，利用数据线分别与计算机和NI数据采集卡相连，由计算机与NI数据采集卡完成短波焦平面红外相机的初始化及采集参数设置，同时计算机控制NI数据采集卡产生按正弦规律调制的信号；通过调整短波焦平面红外相机与被测样件的相对位置和调节调焦镜头使被测样件充满整个视场范围；然后，将NI数据采集卡产生的按正弦规律变化调制信号输入到光纤激光器电源的调制端，控制光纤激光器产生的激光光强按正弦规律变化，调制激光由光纤输入到固定在调整架上的激光准直器，准直后的调制激光经过第二1/4λ偏振片和工程散射片产生矩形整形发散的调制偏振激光照射被测样件；最后，打开光纤激光器电源的激光输出开关，计算机控制NI数据采集卡触发光纤激光器产生光强按正弦规律变化偏振激励被测样件，同时计算机与NI数据采集卡控制短波焦平面红外相机对被测样件待检区域表面产生的少数载流子辐射复合的偏振发光进行记录，将调制激励信号作为参考信号，并与记录的少数载流子辐射复合的偏振发光信号进行数字锁相相关运算得到少数载流子辐射复合偏振发光的幅值图与相位图；通过改变调制频率，可得到少数载流子辐射复合偏振发光的幅频与相频序列图像，利用少数载流子辐射复合偏振发光的幅频与相频特性提取少数载流子平均寿命，实现样件检测区域少数载流子平均寿命分布的快速、准确无损检测。