半导体材料测试与表征.ppt

半导体材料测试与表征 Raman光谱在半导体科学中的应用,参考文献：,1.蓝闽波.纳米材料测试技术M .华东理工大学出版社 ,2009.5 ,34120. 2.周玉.材料分析测试技术M.哈尔滨工业大学出版社 ,2007.8. 3.陈文哲.材料测试与表征技术的挑战和展望J. 理化检验, 2007 , 43(5):8991 4.吴征铠，唐敖庆.分子光谱学专论，山东科学技术出版社，1999. 5.王斌,徐晓轩,秦哲,宋宁,张存洲.分子束外延n-GaAs/SI-GaAs薄膜材料的拉曼光谱研究.光谱学与光谱分析.2008,28(9):2013-2016.,材料测试与表征的作用和地位,成分,结构,制备,性能,性能测试,力学性能,物理性能,化学性能,结构表征,内容：材料成分分析、结构分析，也包括材料表面与界面分析、微区形貌分析以及缺陷等,一般原理：通过对表征材料的物理性质或物理化学性质参数及其变化的检测，分析测量信号获知材料成分、结构等。,材料结构表征的内容与基本方法,XRD、IR、Raman、XPS、AES,XRD、ED、Raman、中子衍射,TEM、SEM、AFM、STM,IR、Raman,XPS、AES,20世纪 50年代,20世纪 70年代,现代,导电类型、载流子浓度、迁移率、杂质含量 层错、位错密度、夹杂和孪晶等,半导体薄膜的表面、异质结界面性质、薄膜材料的组分和结构分析,纳米级研究,半导体材料的测试与表征,电阻率、霍耳系数、磁阻、光电导、光吸收、 X射线衍射、金相观察,结电容技术、激光光谱技术、俄歇电子能谱、二次离子质谱和电子显微分析技术,测试,表征,拉曼光谱是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.Raman在1928年所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。,拉曼光谱,Rayleigh散射,Raman散射,拉曼原理,Raman位移：Raman散射光与入射光频率差,表征分子振-转能级的特征物理量； 定性与结构分析的依据。, 取决于分子振动能级的改变,与入射光波长无关；,拉曼位移、退偏振比,退偏振比,与入射偏振方向垂直的拉曼散射光强度,与入射偏振方向平行的拉曼散射光强度,退偏比可以提供有关分子振动的对称性及分子构型的信息。,激光拉曼光谱仪,经离子注入后的 半导体损伤分布,外延层的质量,Text,Raman光谱在半导体科学中的应用,半磁半导体的组分,外延层混品的组分 载流子浓度,Raman光谱的应用举例,a 用拉曼光谱研究金刚石膜的生长过程：,a生长2min样品的Raman光谱 b生长30min样品的Raman光谱 c生长1h样品的Raman光谱 d生长2h样品的Raman光谱,用CVD方法制备的金刚石薄膜,利用拉曼光谱来确定SP2/SP3键价比， 判定金刚石薄膜的生长情况及质量。,拉曼特征峰：1332cm-1,拉曼特征峰：1550cm-1,b 不同Si掺杂浓度的n-GaAs薄膜的Raman光谱研究,Si掺杂浓度不断提高，致使界面失配