[发明专利]一种测量氮化镓材料的镓空位浓度的方法及系统

说明书

本发明公开了一种测量氮化镓材料的镓空位浓度的方法，该方法包括：在相同条件下，对待测氮化镓材料和标准氮化镓材料分别进行拉曼光谱测试，以获取待测氮化镓材料的拉曼强度和标准氮化镓材料的拉曼强度；根据待测氮化镓材料的拉曼强度、标准氮化镓材料的拉曼强度以及拉曼强度和氮化镓材料的镓空位浓度的正相关关系，计算出待测氮化镓材料的镓空位浓度。本发明还公开了一种测量氮化镓材料的镓空位浓度的系统。本发明解决了现有技术中存在的氮化镓材料的镓空位浓度的测量时间较长，测量成本较高的问题。

技术领域

本发明涉及半导体材料的质量评估技术领域，尤其涉及一种测量氮化镓材料的镓空位浓度的方法及系统。

背景技术

氮化镓(GaN)材料具有着直接带隙、禁带宽度宽、较好的化学稳定性、较高的击穿电场、较高的饱和电子速度和较好的耐热性等优势，成为了制作耐高温、耐高压、高频、高功率、抗辐射的微电子器件和短波长、大功率光电子器件的理想材料。

但是，氮化镓材料中普遍存在的镓空位(氮化镓材料中在镓原子格点上缺失镓原子而形成的空格点)是氮化镓材料的主要缺陷之一。镓空位在富N(氮) 的生长环境中非常容易产生，并与O(氧)等其他杂质相结合，对氮化镓材料的电学、光学特性产生较严重的负面影响。

为了评价氮化镓材料的质量，目前所采用的测量氮化镓材料的镓空位浓度的方法是，正电子湮没测试或者热膨胀测试。然而，进行正电子湮没测试或者热膨胀测试时所需要的设备要求高且价格昂贵、耗时较长，所以在测量数量较多的氮化镓材料时，会产生较多的时间需求和费用。因此，现有的氮化镓材料的镓空位浓度的测量方法不适用于测量批次较多的情况。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明采用了如下的技术方案：

在本发明的一方面提供了一种测量氮化镓材料的镓空位浓度的方法，所述方法包括：

在相同条件下，对待测氮化镓材料和标准氮化镓材料分别进行拉曼光谱测试，以获取所述待测氮化镓材料的拉曼强度和所述标准氮化镓材料的拉曼强度；

根据所述待测氮化镓材料的拉曼强度、所述标准氮化镓材料的拉曼强度以及拉曼强度和氮化镓材料的镓空位浓度的正相关关系，计算出所述待测氮化镓材料的镓空位浓度。

优选地，所述待测氮化镓材料的拉曼强度包括：所述待测氮化镓材料的拉曼光谱中在拉曼位移为650cm^-1至拉曼位移为680cm^-1之间的最大拉曼强度；

所述标准氮化镓材料的拉曼强度包括：所述标准氮化镓材料的拉曼光谱中在拉曼位移为650cm^-1至拉曼位移为680cm^-1之间的最大拉曼强度。

优选地，所述待测氮化镓材料的拉曼强度还包括：所述待测氮化镓材料的拉曼光谱中的最大拉曼强度；

所述标准氮化镓材料的拉曼强度还包括：所述标准氮化镓材料的拉曼光谱中的最大拉曼强度。

优选地，根据所述待测氮化镓材料的拉曼强度、所述标准氮化镓材料的拉曼强度以及拉曼强度和氮化镓材料的镓空位浓度的正相关关系，计算出所述待测氮化镓材料的镓空位浓度，包括：

利用下面的式子计算出所述待测氮化镓材料的镓空位浓度，

N_y/N_c＝P_yE_c/P_cE_y，