[发明专利]一种测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置和方法

权利要求书

1.一种测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，包括：

一光源(1)，用于提供光束，激发待测样品(3)的肖特基势垒区域，使待测样品(3)发出光荧光；

一第一透镜(2)，位于待测样品(3)前，汇聚光源(1)发出的光束到待测样品(3)的肖特基势垒区域内；

一待测样品(3)，放置在样品台上，该待测样品(3)的肖特基势垒区域表面与入射的光束成一定角度，使该待测样品的肖特基势垒区域表面发出的光荧光进入第二透镜(5)和单色仪(6)，且该待测样品的肖特基势垒区域表面反射的光束不进入第二透镜(5)和单色仪(6)；

一源表(4)，与待测样品(3)连接，用于向待测样品(3)提供反向偏置电压；

一第二透镜(5)，放置在垂直于待测样品(3)的肖特基势垒区域表面方向的前方，汇聚待测样品(3)发出的光荧光，入射到其后的单色仪(6)入射狭缝里；

一单色仪(6)，用于接收待测样品(3)的肖特基势垒区域发出的光荧光，对光荧光进行波长进行扫描，出射光入射到其后的探测器组件(7)的接受区；

一探测器组件(7)，用于测量待测样品(3)发出的光荧光经单色仪(6)选定波长下的光强度；

一计算机(8)，用于控制源表(4)、单色仪(6)和探测器组件(7)，实现源表(4)对待测样品(3)的不同反向偏置电压的设定，通过控制单色仪(6)和探测器组件(7)获取待测样品(3)在反向偏压下的光荧光光谱强度分布数据，得到待测样品(3)在不同反向偏置电压下肖特基势垒区域的光荧光光谱强度分布。

2.根据权利要求1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述光源(1)为光子能量大于待测样品的禁带宽度的激光光源。

3.根据权利1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述第一透镜(2)将光源(1)发出的光束汇聚到待测样品(3)的肖特基势垒区域，入射到待测样品(3)的肖特基势垒区域时的光斑面积小于待测样品(3)的肖特基势垒区域的面积。

4.根据权利1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述待测样品(3)的肖特基势垒区域表面与入射的光束成一定角度，且入射的光束与待测样品(3)表面的反射光束成一定角度，使该待测样品的肖特基势垒区域表面反射的光束不进入第二透镜(5)和单色仪(6)。

5.根据权利1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述待测样品(3)是待测直接带隙半导体材料制成的肖特基势垒探测器样品，基本结构是透明电极-待测非故意掺杂或轻掺杂直接带隙半导体-重掺杂n型同质或异质半导体，其异质半导体禁带宽度大于待测直接带隙半导体。

6.根据权利1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述第二透镜(5)对从待测样品(3)发射出来的光荧光进行汇聚，入射到单色仪(6)的入射狭缝里。

7.根据权利1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述单色仪(6)对待测样品(3)的肖特基势垒区域发出的光荧光进行波长扫描，出射光入射到其后的探测器组件的接受区。

8.根据权利1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述探测器组件(7)是光电二极管或光电倍增管及驱动、数据读出附件，用于测量从单色仪(6)出射相应波长下光荧光的强度。

9.根据权利1所述的测量直接带隙半导体材料禁带宽度的装置，其特征在于，所述计算机(8)控制源表(4)、单色仪(6)和探测器组件(7)，接收加在待测样品(3)的反向偏置电压，实现源表(4)对待测样品(3)的不同反向偏置电压的设定，通过控制单色仪(6)和探测器组件(7)获取待测样品(3)在反向偏压下的光荧光光谱强度分布数据，得到待测样品(3)在不同反向偏置电压下肖特基势垒区域的光荧光光谱强度分布。