[发明专利]界面势垒测量装置及测量界面势垒的方法

权利要求书

1.一种多层半导体材料界面势垒的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括一真空腔、一导电样品台、一扫描探针显微镜、一金属气源产生装置和一聚焦离子束显微镜系统；所述导电样品台、扫描探针显微镜、金属气源产生装置和聚焦离子束显微镜系统置于所述真空腔体内；所述聚集离子束显微镜系统包括一离子束产生装置；所述离子束产生装置产生离子束用于剥离半导体材料；所述金属气源产生装置产生金属气源，用于配合所述离子束产生装置产生的离子束实施沉积金属电极；所述扫描探针显微镜包括第一导电扫描探针与第二导电扫描探针，所述两导电扫描探针用于和半导体材料表面接触并测量导电扫描探针和半导体材料表面之间的接触电势差。

2.根据权利要求1所述多层半导体材料界面势垒的测量装置，其特征在于，所述扫描显微镜还包括一第一电流放大器、一第二电流放大器和一直流电源，所述第一、第二电流放大器用于测量电流；所述直流电源的负极端与第一电流放大器的第一端相连，所述第一电流放大器的第二端与第二电流放大器的第一端相连，所述第二电流放大器的第二端与导电样品台电学相连，所述第一导电扫描探针与直流电压的正极相连，所述第二导电扫描探针与第一电流放大器的第二端相连。

3.根据权利要求1所述多层半导体材料界面势垒的测量装置，其特征在于，所述聚集离子束显微镜系统还包括一电子束产生装置，产生电子束用于对半导体材料表面扫描成像，选定需要剥离的区域。

4.根据权利要求1所述多层半导体材料界面势垒的测量装置，其特征在于，所述第二离子束是镓离子束和氦离子束中的任一种。

5.一种利用如权利要求1所述多层半导体材料界面势垒的测量装置的测量多层半导体界面势垒方法，其特征在于，包括步骤： 

a)将一具有多层结构的半导体样品置于导电样品台上； 

b)利用离子束剥离掉所述半导体样品的第一层的一区域，至显露出第二层的表面； 

c)利用扫描探针显微镜测量所述第一层的裸露表面的界面势垒；将两导电导电扫描探针移动至第一层裸露表面形成接触，通过直流电源在两导电导电扫描探针间施加一直流电压，利用第一电流放大器测量两导电导电扫描探针间的电流，第二电流放大器测量第一层裸露表面所收集到的电流。

6.根据权利要求5所述测量多层半导体界面势垒方法，其特征在于，所述扫描探针显微镜的运行模式为接触模式和轻敲模式中任意一种。

7.根据权利要求5所述测量多层半导体界面势垒方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括： c11）利用离子束产生装置和金属气源产生装置配合在第二层的裸露表面的侧面处沉积形成与导电样品台电学连接的一第一电极； c12）利用扫描探针显微镜测量第一层裸露表面的界面势垒；将两导电导电扫描探针移动至第一层裸露表面形成接触；第二电流放大器的一端与第一电流放大器电学相连，另一端与第一电极电学相连；通过直流电源在两导电导电扫描探针间施加一直流电压，利用第一电流放大器测量两导电导电扫描探针间的电流，第二电流放大器测量第一层裸露表面所收集到的电流。

8.根据权利要求5所述测量多层半导体界面势垒方法，其特征在于，所述步骤a与b之间进一步包括如下步骤： d）利用离子束产生装置和金属气源产生装置配合，在半导体样品侧面预先沉积形成一第二电极，且第二电极与导电样品台电学连接。

9.根据权利要求8所述测量多层半导体界面势垒方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括： c21）利用离子束产生装置和金属气源产生装置配合，在第二层的裸露表面的侧面处沉积形成与第二电极电学连接的一第三电极； c22）利用扫描探针显微镜测量第一层裸露表面的界面势垒；将两导电导电扫描探针移动至第一层裸露表面形成接触；第二电流放大器的一端与第一电流放大器电学相连，另一端与第二电极电学相连；通过直流电源在两导电导电扫描探针间施加一直流电压，利用第一电流放大器测量两导电导电扫描探针间的电流，第二电流放大器测量第一层裸露表面所收集到的电流。

10.根据权利要求7或9所述测量多层半导体界面势垒方法，其特征在于，所述第一电极、第二电极和第三电极均为金属电极，且所述金属电极的材料是金、银、铂、铝、铜、镍金属中的一种或任意几种的组合。

11.根据权利要求5所述测量多层半导体界面势垒方法，其特征在于，所述步骤b中的半导体样品的第一层的一区域是利用所述电子束的扫描而选定的。