[实用新型]一种基于微透镜阵列和振镜扫描的高速高分辨率LBIC设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及扫描设备技术领域，尤其是一种基于微透镜阵列和振镜扫描的高速高分辨率LBIC设备。

背景技术

LBIC是一种对半导体材料结构和光电性能以及缺陷进行高分辨率地无损检测的方法。利用LBIC技术可以测试半导体材料的p-n结结深，载流子扩散长度，光致电流分布和材料的均匀性等。然而，目前的LBIC扫描主要有两种方法：(1)利用显微物镜和高精度步进电机，这种方法可以得到1～2微米空间分辨率的LBIC图像，但是因为每采集一个点，就要控制步进电机前进一步，因而速度很慢，通常采集速率为5Hz/s；(2)利用振镜和场镜扫描。利用这种方法可以得到极高的扫描速率，但是由于场镜的焦点10um左右，甚至更差，因而同时要做到1～2微米量级的空间分辨率几乎不可能。

因此，目前市场上的LBIC设备无法兼顾高速度和高空间分辨。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于微透镜阵列和振镜扫描的高速高分辨率LBIC设备，其振镜扫描结合微透镜阵列和二维压电平移台扫描，兼顾了两者的优点，可同时做到高速和大面积扫描，同时大幅提高系统的分辨率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于微透镜阵列和振镜扫描的高速高分辨率LBIC设备，包括连续激光器、光纤准直器、一号分光镜、振镜、场镜、二维压电平移台、二号分光镜和相机，所述连续激光器的接口上插接有光纤，光纤的输出端插接在光纤准直器上；所述光纤准直器位于斩波器的一侧，斩波器的另一侧设置有一号分光镜；所述一号分光镜位于振镜的一侧，光纤准直器、斩波器和一号分光镜与振镜设置在同一条直线上，振镜设置在场镜的上方；所述场镜的下方设置有微透镜阵列，微透镜阵列位于样品的上方，样品位于二维压电平移台的上方，振镜、场镜、微透镜阵列均位于二维压电平移台的上方，并与二维压电平移台处在同一竖直轴线上；所述一号分光镜的下方垂直设置有第一能量探头，一号分光镜的上方垂直设置有二号分光镜；所述二号分光镜的一侧设置有第二能量探头，第二能量探头位于第一能量探头的上方；所述二号分光镜的上方垂直设置有成像镜头，成像镜头位于相机的下方，相机、成像镜头、二号分光镜、一号分光镜及第一能量探头位于同一竖直轴线上。

作为本实用新型进一步的方案：所述连续激光器发射的探测激光依次通过振镜、场镜和微透镜阵列聚焦在样品表面。

作为本实用新型进一步的方案：所述连续激光器输出能量0～100mW连续可调。

作为本实用新型进一步的方案：所述二维压电平移台步进精度为纳米级，行程为百微米量级。

作为本实用新型进一步的方案：所述微透镜阵列直径小于二维压电平移台10最大行程。

作为本实用新型进一步的方案：所述微透镜阵列聚焦焦斑可达1微米。

作为本实用新型进一步的方案：所述样品表面位于微透镜阵列的焦点上。

作为本实用新型进一步的方案：所述微透镜阵列分辨率不小于50*50。

作为本实用新型进一步的方案：所述振镜扫描光束均通过微透镜阵列单个透镜的中心。

作为本实用新型进一步的方案：所述相机的光敏面和样品表面满足物像关系。

作为本实用新型进一步的方案：所述一号分光镜和二号分光镜的分光比均为1:10。

作为本实用新型进一步的方案：所述场镜聚焦在微透镜阵列的光斑尺寸小于微透镜阵列8单个透镜的直径。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：

本基于微透镜阵列和振镜扫描的高速高分辨率LBIC设备，设备工作时，利用振镜快速扫描经过微透镜阵列各个透镜中心，同时采集相应光电流，得到分辨率较粗的LBIC子图像，然后控制二维压电平移移动1个微米，与第一幅LBIC子图像拼接，得到更高分辨率图像，依次类推，当步进电机移动的距离覆盖微透镜阵列单个透镜的直径时，可得到分辨率为1um的LBIC图像，由于该设备控制步进电机移动的步数大大缩减，所以速度大大提高，同时又能做到高分辨率，采用振镜扫描结合步进电机扫描，兼顾了两者的优点，可同时做到高速和大面积扫描，同时大幅提高系统的分辨率。

附图说明

图1为本实用新型的整体框架结构示意图。

图中：1-连续激光器、2-光纤、3-光纤准直器、4-斩波器、5-分光镜、6-振镜、7-场镜、8-微透镜阵列、9-样品、10-二维平移台、11-分光镜、12-第一能量探头、13-第二能量探头、14-成像镜头、15-相机。

具体实施方式