[发明专利]一种碳化外延层厚度的共聚焦拉曼光谱深度检测方法

权利要求书

1.一种碳化外延层厚度的共聚焦拉曼光谱深度检测方法，所采用的测量仪器为共聚焦拉曼光谱仪，所述的共聚焦拉曼光谱仪主要包括激光光源、显微系统、Z向位移台，分光光谱仪、共聚焦针孔或狭缝、CCD探测器以及光谱分析软件，其中激光光源用来确定聚焦平面并激发样品的拉曼信号；显微系统包括白光光源和物镜，白光光源用来照明样品，物镜用来观察样品、寻找测试位置并聚焦激光；Z向位移台用于实现垂直于水平面方向的样品移动，实现Z向光谱扫描；分光光谱仪用于分离不同波长的拉曼信号；共聚焦针孔或狭缝作为空间滤波器，滤除聚焦平面以外的杂散信号；CCD探测器用于不同波长的拉曼信号强度读出，输出拉曼光谱；光谱分析软件用于拉曼光谱观察、峰型拟合和峰强数据的提取。包含以下步骤：

(1)设置共聚焦针孔或狭缝的直径或宽度≤200μm，保证共聚焦拉曼光谱仪的Z向空间分辨能力；

(2)选择40-60倍长工作距离物镜，数值孔径0.4≤NA≤0.65，设置光谱扫描范围覆盖碳化硅的LOPC峰；

(3)聚焦碳化硅样品表面，调整样品台位置Z直到表面清晰且激光光斑最小，设置此时样品台位置Z＝0μm，记为Z₀，进行单点拉曼光谱测试，调整积分时间，保证单点拉曼光谱的信噪比；

(4)保持上述步骤中设置的共聚焦针孔或狭缝、物镜、光谱扫描范围以及积分时间不变，先采用较大大步长进行不同深度的拉曼光谱采集，选择此时LOPC峰强取到最大值的样品台位置作为第一次估计值Z_m，根据Z_m确定为进行较小步长扫描的范围，获得不同深度的拉曼光谱。

(5)对步骤(4)小步长扫描获得的不同深度的拉曼光谱中LOPC峰按照如下高斯-洛伦兹拟合公式进行峰型拟合，其中：x表示拉曼位移；y表示当前拉曼位移对应的光子数；y₀为基线强度；A为LOPC峰强，w为半高宽，x_c为峰位，s为洛伦兹和高斯峰型的比例系数，拟合后获得不同深度的LOPC峰强A：

(6)以样品台位置Z为横坐标，LOPC峰强A作为纵坐标作图，找到LOPC峰强取到最大值的样品台位置Z_max，Z₀-Z_max即为样品外延层的厚度。

2.根据权利要求1所述的共聚焦拉曼光谱深度检测方法，其特征在于，选择共聚焦针孔或狭缝的直径或宽度≤200μm。

3.根据权利要求1所述的共聚焦拉曼光谱深度检测方法，其特征在于，采用较大大步长进行不同深度的拉曼光谱采集时，步长为3-5μm。