半導體材料測試與表征課件

半導體材料測試與表征—Raman光譜在半導體科學中的應用參考文獻：1.藍閩波.納米材料測試技術(shù)[M].華東理工大學出版社,2009.5,34~120.2.周玉.材料分析測試技術(shù)[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社,2007.8.3.陳文哲.材料測試與表征技術(shù)的挑戰(zhàn)和展望[J].理化檢驗,2007,43(5):89~91..4.吳征鎧，唐敖慶.分子光譜學專論，山東科學技術(shù)出版社，1999.5.王斌,徐曉軒,秦哲,宋寧,張存洲.分子束外延n-GaAs/SI-GaAs薄膜材料的拉曼光譜研究.光譜學與光譜分析.2008,28(9):2013-2016.材料測試與表征的作用和地位成分結(jié)構(gòu)制備性能結(jié)構(gòu)表征內(nèi)容：材料成分分析、結(jié)構(gòu)分析，也包括材料表面與界面分析、微區(qū)形貌分析以及缺陷等一般原理：通過對表征材料的物理性質(zhì)或物理化學性質(zhì)參數(shù)及其變化的檢測，分析測量信號獲知材料成分、結(jié)構(gòu)等。材料結(jié)構(gòu)表征的內(nèi)容與基本方法成分分析結(jié)構(gòu)分析形貌分析化學價鍵分析表面與界面分析XRD、IR、Raman、XPS、AESXRD、ED、Raman、中子衍射TEM、SEM、AFM、STMIR、RamanXPS、AES20世紀50年代20世紀70年代現(xiàn)代導電類型、載流子濃度、遷移率、雜質(zhì)含量層錯、位錯密度、夾雜和孿晶等半導體薄膜的表面、異質(zhì)結(jié)界面性質(zhì)、薄膜材料的組分和結(jié)構(gòu)分析納米級研究半導體材料的測試與表征電阻率、霍耳系數(shù)、磁阻、光電導、光吸收、X射線衍射、金相觀察結(jié)電容技術(shù)、激光光譜技術(shù)、俄歇電子能譜、二次離子質(zhì)譜和電子顯微分析技術(shù)測試表征

h

基態(tài)E0振動激發(fā)態(tài)E1h0h0h0h0

+

E1+h0E0+h0h(0

-

)激發(fā)虛態(tài)Rayleigh散射Raman散射拉曼原理h(0

+

)E0E1E1+h0E2+h0

h

h0h(0

-

)ANTI-STOKES0-

RayleighSTOKES0+

0Raman位移：Raman散射光與入射光頻率差表征分子振-轉(zhuǎn)能級的特征物理量；定性與結(jié)構(gòu)分析的依據(jù)。

取決于分子振動能級的改變,與入射光波長無關(guān)；拉曼位移、退偏振比退偏振比與入射偏振方向垂直的拉曼散射光強度與入射偏振方向平行的拉曼散射光強度退偏比可以提供有關(guān)分子振動的對稱性及分子構(gòu)型的信息。單色儀光電倍增管高壓電源光子計數(shù)器驅(qū)動電路計算機顯示器樣品激光器凹面鏡經(jīng)離子注入后的半導體損傷分布外延層的質(zhì)量TextRaman光譜在半導體科學中的應用半磁半導體的組分外延層混品的組分載流子濃度Raman光譜的應用舉例a用拉曼光譜研究金剛石膜的生長過程：a生長2min樣品的Raman光譜b生長30min樣品的Raman光譜c生長1h樣品的Raman光譜d生長2h樣品的Raman光譜b不同Si摻雜濃度的n-GaAs薄膜的Raman光譜研究Si摻雜濃度不斷提高，