[发明专利]用于GaN中痕量杂质元素浓度及分布的高精度检测方法

权利要求书

1.一种用于GaN中痕量杂质元素浓度及分布的高精度检测方法，其特征在于，所述高精度检测方法包括：

步骤S1、制备样品，所述样品包括M个测试区域，不同的所述测试区域的GaN的厚度不同，M为大于或等于2的正整数；

步骤S2、使用入射电子束入射至所述样品的第1个测试区域，使所述入射电子束中的电子在第1个测试区域发生弹性散射和非弹性散射；

步骤S3、获取所述电子在发生非弹性散射过程中的电子能量损失谱；

步骤S4、根据步骤S3中所述电子能量损失谱分析所述第1个测试区域内的杂质原子的种类以及杂质原子的数量；

步骤S5、按照步骤S2至步骤S4中相同的方式，分析第2个测试区域至第M个测试区域内的杂质原子的种类以及杂质原子的数量；

步骤S6、根据所述第1个测试区域内的杂质原子的数量至所述第M个测试区域内的杂质原子的数量，分析所述样品中痕量杂质元素的深度纵向分布。

2.根据权利要求1所述的高精度检测方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：获取所述电子在发生弹性散射过程中的高角度环形暗场像；所述步骤S4还包括：根据所述高角度环形暗场像分析所述第1个测试区域内的杂质原子的种类以及杂质原子的数量。

3.根据权利要求1所述的高精度检测方法，其特征在于，所述步骤S1中所述制备样品包括：

将GaN圆片切割为薄片；

对所述薄片进行均匀减薄；

对均匀减薄后的薄片进行非均匀减薄，以制备出所述样品。

4.根据权利要求3所述的高精度检测方法，其特征在于，通过离子减薄技术对均匀减薄后的薄片进行非均匀减薄；离子减薄结束后，减薄区域中央出现小孔，在所述减薄区域内距离所述小孔越远，GaN的厚度越大；沿远离所述小孔的方向上，将所述减薄区域划分为第1个测试区域至第M-1个测试区域，所述减薄区域外作为第M个测试区域。

5.根据权利要求4所述的高精度检测方法，其特征在于，第i个测试区域与第i+1个测试区域的GaN的厚度的差值为5nm~50nm，i为大于或等于1且小于M的正整数。

6.根据权利要求3所述的高精度检测方法，其特征在于，对所述薄片进行均匀减薄包括：先将所述薄片用砂纸进行机械减薄，减薄至厚度为100μm；然后将所述薄片进行凹坑减薄，减薄至厚度为30μm。

7.根据权利要求3所述的高精度检测方法，其特征在于，在步骤S1之前，对所述GaN圆片进行抛光处理，使所述GaN圆片的表面达到原子级平整。

8.根据权利要求1所述的高精度检测方法，其特征在于，所述样品包括2-5个测试区域。

9.根据权利要求1所述的高精度检测方法，其特征在于，在步骤S1之前，基于第一性原理，利用理论分析模拟计算痕量杂质原子的优先排布方式；在所述样品中确定与所述优先排布方式对应的测试区域，并在分析各测试区域内的杂质原子的种类以及杂质原子的数量时，优先对所述优先排布方式对应的测试区域进行分析。