專利名稱:界面勢壘測量裝置及測量界面勢壘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種逐層測量半導(dǎo)體界面勢壘的方法。
背景技術(shù)：
近年來,聚焦離子束(Focused 1n Beam,FIB)技術(shù)是近二十年最新發(fā)展起來的具有微納加工功能的新技術(shù)。它的精確定位、顯微觀測和微細(xì)加工功能使其在集成電路、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、納米科技等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景而受到廣泛的關(guān)注。離子束經(jīng)過聚焦后，利用離子束的濺射功能，可以對從納米到微米量級的大尺度范圍材料和器件進(jìn)行圖形化剝離或者整體切削，還可利用離子束的能量激發(fā)化學(xué)反應(yīng)來沉積金屬材料(如:Pt、W、Si等)和非金屬材料(如S1、Si02等)。此外，利用聚焦離子束的精確定位和控制能力，可以不用掩模版，直接在半導(dǎo)體材料和器件上特定的點或者區(qū)域進(jìn)行離子注入，并能精確控制注入的深度和廣度。與傳統(tǒng)的掩模注入法相比，大大節(jié)約成本，還可節(jié)省加工時間。
掃描探針顯微鏡(Scanning Probe Microscopy, SPM),是可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。它通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面結(jié)構(gòu)信息。
隨著半導(dǎo)體工業(yè)和納米技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)成器件的結(jié)構(gòu)尺寸越來越小，而構(gòu)成器件的各種材料間的同質(zhì)或異質(zhì)界面的電學(xué)性質(zhì)越發(fā)成為影響器件性能的關(guān)鍵。而當(dāng)半導(dǎo)體同質(zhì)或異質(zhì)界面形成后，在接觸界面附近將形成一個空間電荷區(qū)，由于其內(nèi)部載流子濃度遠(yuǎn)低于中性區(qū)的載流子濃度，因此在空間電荷區(qū)存在著一個內(nèi)建電場。這個內(nèi)建電場所產(chǎn)生的電勢差就是界面勢壘。界面勢壘作為表征半導(dǎo)體器件電學(xué)性能的主要參數(shù)之一，其與半導(dǎo)體的摻雜濃度、溫度、材料的禁帶寬度等密切相關(guān)，一直以來都是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的重要關(guān)注點。界面勢壘測量的常用方法是通過測量反偏結(jié)的電容-電壓(C-V)關(guān)系，從而推得界面勢壘值。但該法僅能測量只存在一個界面的情形，而目前常見的電子器件和光電器件，大多為多層結(jié)構(gòu)，其各界面間的勢壘均無法準(zhǔn)確測量，只能大致估計。但是對于多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的界面勢壘，采用上述技術(shù)沒有很好的方法處理多層結(jié)構(gòu)的界面勢壘測量。
針對多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的界面勢壘難以測量的技術(shù)難點，本發(fā)明采用掃描探針顯微鏡技術(shù)，結(jié)合聚焦離子束既能剝離樣品表面又能在給定區(qū)域誘導(dǎo)沉積電極的特點，可將材料表面逐層剝離，并逐層測量界面勢壘，實現(xiàn)對多層結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件電學(xué)性質(zhì)的探測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供多層半導(dǎo)體材料界面勢壘測量裝置及測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置，所述測量裝置包括一真空腔、一導(dǎo)電樣品臺、一掃描探針顯微鏡、一金屬氣源產(chǎn)生裝置和一聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)；所述導(dǎo)電樣品臺、掃描探針顯微鏡、金屬氣源產(chǎn)生裝置和聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)置于所述真空腔內(nèi)；所述聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)包括一離子束產(chǎn)生裝置；所述離子束產(chǎn)生裝置產(chǎn)生離子束用于剝離半導(dǎo)體材料；所述金屬氣源產(chǎn)生裝置產(chǎn)生金屬氣源，用于配合所述離子束產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的離子束實施沉積金屬電極；所述掃描探針顯微鏡包括第一導(dǎo)電掃描探針與第二導(dǎo)電掃描探針，兩導(dǎo)電掃描探針用于和半導(dǎo)體材料表面接觸并測量導(dǎo)電掃描探針和半導(dǎo)體材料表面之間的接觸電勢差。
所述掃描探針顯微鏡還包括一第一電流放大器、一第二電流放大器和一直流電源，所述第一、第二電流放大器用于測量電流；所述直流電源的負(fù)極端與第一電流放大器的第一端相連，所述第一電流放大器的第二端與第二電流放大器的第一端相連，所述第二電流放大器的第二端與導(dǎo)電樣品臺電學(xué)相連，所述第一導(dǎo)電掃描探針與直流電壓的正極相連，所述第二導(dǎo)電掃描探針與第一電流放大器的第二端相連。
所述聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)還包括一電子束產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生電子束用于對半導(dǎo)體材料表面掃描成像，選定需要剝離的區(qū)域。
所述離子束是鎵離子束和氦離子束中的任一種。
為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種利用如上述多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，包括步驟:
a)將一具有多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體樣品置于導(dǎo)電樣品臺上；
b)利用離子束剝離掉所述半導(dǎo)體樣品的第一層的一區(qū)域，至顯露出第二層的表面；
c)利用掃描探針顯微鏡測量所述第一層的裸露表面的界面勢壘；將兩導(dǎo)電掃描探針移動至第一層裸露表面形成接觸，通過直流電源在兩導(dǎo)電掃描探針間施加一直流電壓，利用第一電流放大器測量兩導(dǎo)電掃描探針間的電流，第二電流放大器測量第一層裸露表面所收集到的電流。
所述掃描探針顯微鏡的運(yùn)行模式為接觸模式和輕敲模式中任意一種。
所述步驟c進(jìn)一步包括:
cll)利用離子束產(chǎn)生裝置和金屬氣源產(chǎn)生裝置配合在第二層的裸露表面的側(cè)面處沉積形成與導(dǎo)電樣品臺電學(xué)連接的一第一電極；
cl2)利用掃描探針顯微鏡測量第一層裸露表面的界面勢壘；將兩導(dǎo)電掃描探針移動至第一層裸露表面形成接觸；第二電流放大器的一端與第一電流放大器電學(xué)相連，另一端與第一電極電學(xué)相連；通過直流電源在兩導(dǎo)電掃描探針間施加一直流電壓，利用第一電流放大器測量兩導(dǎo)電掃描探針間的電流，第二電流放大器測量第一層裸露表面所收集到的電流。
所述步驟a與b之間進(jìn)一步包括如下步驟:
d)利用離子束產(chǎn)生裝置和金屬氣源產(chǎn)生裝置配合，在半導(dǎo)體樣品側(cè)面預(yù)先沉積形成一第二電極，且第二電極與導(dǎo)電樣品臺電學(xué)連接。
所述步驟c進(jìn)一步包括:
c21)利用離子束產(chǎn)生裝置和金屬氣源產(chǎn)生裝置配合，在第二層的裸露表面的側(cè)面處沉積形成與第二電極電學(xué)連接的一第三電極；[0023]c22)利用掃描探針顯微鏡測量第一層裸露表面的界面勢壘；將兩導(dǎo)電掃描探針移動至第一層裸露表面形成接觸；第二電流放大器的一端與第一電流放大器電學(xué)相連，另一端與第二電極電學(xué)相連；通過直流電源在兩導(dǎo)電掃描探針間施加一直流電壓，利用第一電流放大器測量兩導(dǎo)電掃描探針間的電流，第二電流放大器測量第一層裸露表面所收集到的電流。
所述第一電極、第二電極和第三電極均為金屬電極，且所述金屬電極的材料是金、銀、鉬、鋁、銅、鎳金屬中的一種或任意幾種的組合。
所述聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)還包括一電子束產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生電子束用于對半導(dǎo)體材料表面掃描成像，選定需要剝離的區(qū)域，所述步驟b中的半導(dǎo)體樣品的第一層的一區(qū)域是利用所述電子束的掃描而選定的。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明采用掃描探針顯微鏡技術(shù)，結(jié)合聚焦離子束既能剝離樣品表面又能在給定區(qū)域誘導(dǎo)沉積電極的特點，可將材料表面逐層剝離，并逐層測量界面勢壘，實現(xiàn)對多層結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件電學(xué)性質(zhì)的探測。


圖1是本發(fā)明提供的多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置實施例一示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法實施例二步驟流程圖；
圖3A 3E是本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例工藝示意圖；
圖4是本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法實施例三步驟流程圖；
圖5A 5F是本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第三實施例工藝示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的多層半導(dǎo)體材料界面勢壘測量裝置及測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法的具體實施方式
做詳細(xì)說明。
實施例一
圖1所示為本發(fā)明提供的多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置實施例一示意圖。一種多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置，其中，真空腔610內(nèi)包括一導(dǎo)電樣品臺600、一掃描探針顯微鏡、一金屬氣源產(chǎn)生裝置601和一聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)602 ;導(dǎo)電樣品臺600用于放置半導(dǎo)體樣品605 ;聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)602包括一離子束產(chǎn)生裝置603和一電子束產(chǎn)生裝置604 ;離子束產(chǎn)生裝置603產(chǎn)生離子束用于剝離半導(dǎo)體樣品605，電子束產(chǎn)生裝置604產(chǎn)生電子束用于對半導(dǎo)體樣品605的表面掃描成像，選定需要剝離的區(qū)域；掃描探針顯微鏡包括兩導(dǎo)電掃描探針606、607，兩導(dǎo)電掃描探針606、607用于和半導(dǎo)體樣品605表面接觸并測量導(dǎo)電掃描探針和半導(dǎo)體樣品605表面之間的接觸電勢差。
掃描探針顯微鏡還包括一第一電流放大器、一第二電流放大器和一直流電源，第一、第二電流放大器用于測量電流；所述直流電源的負(fù)極端與第一電流放大器的第一端相連，所述第一電流放大器的第二端與第二電流放大器的第一端相連，所述第二電流放大器的第二端與導(dǎo)電樣品臺電學(xué)相連，導(dǎo)電掃描探針606與直流電壓的正極相連,導(dǎo)電掃描探針607與第一電流放大器的第二端相連。
實施例二
圖2所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法的第二實施例流程圖，包括:步驟a，將一具有多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體樣品置于導(dǎo)電樣品臺上；步驟b，剝離半導(dǎo)體樣品的第一層的一區(qū)域，至顯露出第二層的表面；步驟C，在第二層表面的側(cè)面處沉積金屬電極；步驟d，測量第一層裸露表面的界面勢壘；步驟e，剝離剩余的第一層的區(qū)域，至顯露出第二層的表面。
圖3A所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟a的工藝示意圖。本實施例采用具有多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體樣品500，共有三層結(jié)構(gòu)，即第一層100，第二層101和第三層102。該半導(dǎo)體樣品500固定在導(dǎo)電樣品臺103上。采用電子束產(chǎn)生裝置104a產(chǎn)生的電子束對半導(dǎo)體樣品500第一層100的裸露表面進(jìn)行掃描成像,選定一個待剝離的區(qū)域。
圖3B所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟b的工藝示意圖。采用FIB顯微鏡系統(tǒng)的離子束產(chǎn)生裝置104b產(chǎn)生的離子束實施剝離半導(dǎo)體樣品500第一層100待剝離的區(qū)域，直至顯露出第二層101。
圖3C所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟c的工藝示意圖。采用金屬氣源產(chǎn)生裝置106與離子束產(chǎn)生裝置104b相配合，在第二層101的側(cè)面與導(dǎo)電平臺103之間沉積金屬電極107，使得第二層101與導(dǎo)電樣品臺103之間的電位相同。金屬電極107的材料可選擇金、銀、鉬、鋁、銅、鎳金屬中的一種或任意幾種的組合。所述金屬氣源產(chǎn)生裝置106與離子束產(chǎn)生裝置104b相配合，指所述金屬氣源產(chǎn)生裝置106產(chǎn)生金屬氣源，與離子束產(chǎn)生裝置104b產(chǎn)生的離子束相配合。
圖3D所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟d的工藝示意圖。將兩導(dǎo)電掃描探針110與111移動至第一層100裸露表面形成接觸，兩導(dǎo)電掃描探針110、111工作在接觸模式。同時通過直流電源112，在兩導(dǎo)電掃描探針110、111之間施加直流電壓，電流放大器108測量兩導(dǎo)電掃描探針110、111之間的電流，電流放大器109探測第一層100的裸露表面所收集到的電流。電流放大器109探測的電流的起始偏壓反映兩導(dǎo)電掃描探針110、111的針尖下方局部區(qū)域的界面勢壘。
圖3E所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟e的工藝示意圖。采用FIB顯微鏡系統(tǒng)的離子束產(chǎn)生裝置104b產(chǎn)生的離子束將該半導(dǎo)體樣品500第一層100未剝離部分完全剝離,直至露出第二層101。
如需獲得更多的界面信息，可以重復(fù)上述步驟a e，即可測得半導(dǎo)體樣品500第二層101的界面勢壘。
實施例三
圖4所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法的第三實施例流程圖，包括步驟al，將一具有多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體樣品置于導(dǎo)電樣品臺上；步驟bl，在半導(dǎo)體樣品的側(cè)面處沉積第二金屬電極；步驟Cl，剝離半導(dǎo)體樣品的第一層的一區(qū)域，至顯露出第二層的表面；步驟dl，在第二層表面的邊緣處沉積第三金屬電極；步驟el，測量第一層裸露表面的界面勢壘；步驟Π，剝離剩余的第一層的區(qū)域，至顯露出第二層的表面。
圖5A所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟al工藝示意圖。本實施例采用具有多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體樣品501，共有三層結(jié)構(gòu)，即第一層200，第二層201和第三層202。該半導(dǎo)體樣品501固定在導(dǎo)電樣品臺203上。采用電子束產(chǎn)生裝置204a產(chǎn)生的電子束對半導(dǎo)體樣品501第一層200的裸露表面進(jìn)行掃描成像,選定一個待剝離的區(qū)域。
圖5B所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟bl的工藝示意圖。采用離子束產(chǎn)生裝置204b與金屬氣源產(chǎn)生裝置206相配合，在半導(dǎo)體樣品501的側(cè)面沉積第二金屬電極207,且第二金屬電極207同時與導(dǎo)電樣品臺203相連。第二金屬電極207的材料可選擇金、銀、鉬、鋁、銅、鎳金屬中的一種或任意幾種的組合。所述金屬氣源產(chǎn)生裝置206與離子束產(chǎn)生裝置204b相配合，指所述金屬氣源產(chǎn)生裝置106產(chǎn)生金屬氣源，與離子束產(chǎn)生裝置104b產(chǎn)生的離子束相配合。
圖5C所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟Cl的工藝示意圖。采用FIB顯微鏡系統(tǒng)的離子束產(chǎn)生裝置204b產(chǎn)生的離子束剝離半導(dǎo)體樣品501第一層200待剝離的區(qū)域，直至顯露出半導(dǎo)體樣品501第二層201。
圖所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟dl的工藝示意圖。采用離子束產(chǎn)生裝置204b與金屬氣源產(chǎn)生裝置206相配合，在第二層201的邊緣處沉積第三金屬電極217,使得第三金屬電極217與第二金屬電極207相連。第三金屬電極217的材料可選擇金、銀、鉬、鋁、銅、鎳金屬中的一種或任意幾種的組合。
圖5E所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟el的工藝示意圖。將兩導(dǎo)電掃描探針210與211移動至第一層200裸露表面形成接觸，兩導(dǎo)電掃描探針210、211工作在接觸模式。同時通過直流電源112，在兩導(dǎo)電掃描探針210、211之間施加直流電壓，電流放大器208測量兩導(dǎo)電掃描探針210、211之間的電流，電流放大器209探測第一層200的裸露表面所收集到的電流。電流放大器209探測的電流的起始偏壓反映兩導(dǎo)電掃描探針210、211的針尖下方局部區(qū)域的界面勢壘。
圖5F所示為本發(fā)明提供的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法第二實施例步驟fl的工藝示意圖。采用FIB顯微鏡系統(tǒng)的離子束產(chǎn)生裝置204b產(chǎn)生的離子束將該半導(dǎo)體樣品第一層200未剝離部分完全剝離,直至露出第二層201。
如需獲得更多的界面信息，可以重復(fù)上述步驟al fl，即可測得半導(dǎo)體樣品501第二層201的界面勢壘。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置包括一真空腔、一導(dǎo)電樣品臺、一掃描探針顯微鏡、一金屬氣源產(chǎn)生裝置和一聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)；所述導(dǎo)電樣品臺、掃描探針顯微鏡、金屬氣源產(chǎn)生裝置和聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)置于所述真空腔內(nèi)；所述聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)包括一離子束產(chǎn)生裝置；所述離子束產(chǎn)生裝置產(chǎn)生離子束用于剝離半導(dǎo)體材料；所述金屬氣源產(chǎn)生裝置產(chǎn)生金屬氣源，用于配合所述離子束產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的離子束實施沉積金屬電極；所述掃描探針顯微鏡包括第一導(dǎo)電掃描探針與第二導(dǎo)電掃描探針，兩導(dǎo)電掃描探針用于和半導(dǎo)體材料表面接觸并測量導(dǎo)電掃描探針和半導(dǎo)體材料表面之間的接觸電勢差，所述掃描探針顯微鏡還包括一第一電流放大器、一第二電流放大器和一直流電源，第一、第二電流放大器用于測量電流；所述直流電源的負(fù)極端與第一電流放大器的第一端相連，所述第一電流放大器的第二端與第二電流放大器的第一端相連，所述第二電流放大器的第二端與導(dǎo)電樣品臺電學(xué)相連，第一導(dǎo)電掃描探針與直流電壓的正極相連，第二導(dǎo)電掃描探針與第一電流放大器的第二端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置，其特征在于，所述聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)還包括一電子束產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生電子束用于對半導(dǎo)體材料表面掃描成像，選定需要剝離的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置，其特征在于，所述離子束是鎵離子束和氦離子束中的任一種。
4.一種利用如權(quán)利要求
1所述多層半導(dǎo)體材料界面勢壘的測量裝置的測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，包括步驟:a)將一具有多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體樣品置于導(dǎo)電樣品臺上；b)利用離子束剝離掉所述半導(dǎo)體樣品的第一層的一區(qū)域，至顯露出第二層的表面；c)利用掃描探針顯微鏡測量所述第一層的裸露表面的界面勢壘；將兩導(dǎo)電掃描探針移動至第一層裸露表面形成接觸，通過直流電源在兩導(dǎo)電掃描探針間施加一直流電壓，利用第一電流放大器測量兩導(dǎo)電掃描探針間的電流，第二電流放大器測量第一層裸露表面所收集到的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述·測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，所述掃描探針顯微鏡的運(yùn)行模式為接觸模式和輕敲模式中任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，所述步驟c進(jìn)一步包括:cll)利用離子束產(chǎn)生裝置和金屬氣源產(chǎn)生裝置配合在第二層的裸露表面的側(cè)面處沉積形成與導(dǎo)電樣品臺電學(xué)連接的一第一電極；cl2)利用掃描探針顯微鏡測量第一層裸露表面的界面勢壘；將兩導(dǎo)電掃描探針移動至第一層裸露表面形成接觸；第二電流放大器的一端與第一電流放大器電學(xué)相連，另一端與第一電極電學(xué)相連；通過直流電源在兩導(dǎo)電掃描探針間施加一直流電壓，利用第一電流放大器測量兩導(dǎo)電掃描探針間的電流，第二電流放大器測量第一層裸露表面所收集到的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求
4所述測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，所述步驟a與b之間進(jìn)一步包括如下步驟:d)利用離子束產(chǎn)生裝置和金屬氣源產(chǎn)生裝置配合，在半導(dǎo)體樣品側(cè)面預(yù)先沉積形成一第二電極，且第二電極與導(dǎo)電樣品臺電學(xué)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，所述步驟c進(jìn)一步包括:c21)利用離子束產(chǎn)生裝置和金屬氣源產(chǎn)生裝置配合，在第二層的裸露表面的側(cè)面處沉積形成與第二電極電學(xué)連接的一第三電極；c22)利用掃描探針顯微鏡測量第一層裸露表面的界面勢壘；將兩導(dǎo)電掃描探針移動至第一層裸露表面形成接觸；第二電流放大器的一端與第一電流放大器電學(xué)相連，另一端與第二電極電學(xué)相連；通過直流電源在兩導(dǎo)電掃描探針間施加一直流電壓，利用第一電流放大器測量兩導(dǎo)電掃描探針間的電流，第二電流放大器測量第一層裸露表面所收集到的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求
6所述測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，所述第一電極為金屬電極，且所述金屬電極的材料是金、銀、鉬、鋁、銅、鎳金屬中的一種或任意幾種的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8所述測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，所述第二電極和第三電極均為金屬電極，且所述金屬電極的材料是金、銀、鉬、鋁、銅、鎳金屬中的一種或任意幾種的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求
4所述測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，其特征在于，所述聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)還包括一電子束產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生電子束用于對半導(dǎo)體材料表面掃描成像，選定需要剝離的區(qū)域，所述步驟b中的半導(dǎo)體樣品的第一層的一區(qū)域是利用所述電子束的掃描而選定 的。
專利摘要
本發(fā)明提供多層半導(dǎo)體材料界面勢壘測量裝置及測量多層半導(dǎo)體界面勢壘方法，屬于半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，該半導(dǎo)體裝置包括一真空腔、一導(dǎo)電樣品臺、一掃描探針顯微鏡、一金屬氣源產(chǎn)生裝置和一聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)；并且在該方法中，對多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體樣品，可以利用該半導(dǎo)體裝置的聚集離子顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行部分表面剝離，再原位沉積電極，然后用掃描探針顯微鏡進(jìn)行測量；本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能測量表層缺陷而無法測量多層異質(zhì)界面缺陷的問題，本發(fā)明采用逐層解剖，逐層測量的方法，極大的提高了工作效率。
文檔編號G01Q60/00GKCN102520213SQ201110416217
公開日2013年9月25日 申請日期2011年12月14日
發(fā)明者樊英民, 鐘海艦, 徐耿釗, 劉爭暉, 曾雄輝, 周桃飛, 邱永鑫, 王建峰, 徐科 申請人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5), 非專利引用 (1),