基于太赫茲表面等離子體波譜分析的半導(dǎo)體缺陷檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、表面等離子體波是導(dǎo)體表面存在的自由振動(dòng)的電子與光子相互作用產(chǎn)生的沿著導(dǎo)體表面?zhèn)鞑サ碾娮邮杳懿?。由于這種特殊的波在光學(xué)和電子學(xué)中有非常高的應(yīng)用價(jià)值，因而得到廣泛重視和關(guān)注，而太赫茲作為一種近年來一種最重要的技術(shù)擁有非常多的應(yīng)用場景和科研價(jià)值，但是太赫茲頻段的表面等離子體波研究較少，本文結(jié)合這兩種技術(shù)提出利用太赫茲表面等離子體波對半導(dǎo)體表面和內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測，主要工作和結(jié)果如下：
　　首先，通過理論推導(dǎo)表面等離子體波的色散方程并計(jì)算了

2、太赫茲表面等離子體波在半導(dǎo)體表面的傳播特性，計(jì)算結(jié)果表明隨著太赫茲表面等離子體波的頻率接近半導(dǎo)體的等離子體頻率，太赫茲表面等離子體波在半導(dǎo)體表面?zhèn)鞑ゾ嚯x越短，在半導(dǎo)體中衰減距離越長。同時(shí)分析了半導(dǎo)體表面和內(nèi)部有缺陷時(shí)對太赫茲表面等離子體波傳播特性的影響，分析結(jié)果表明，在半導(dǎo)體表面的缺陷越大，表面等離子體波在半導(dǎo)體表面?zhèn)鞑ゾ嚯x越短，而當(dāng)缺陷在半導(dǎo)體內(nèi)部時(shí)，隨著缺陷增大，表面等離子體波在半導(dǎo)體表面?zhèn)鞑ゾ嚯x會(huì)增加。
　　在理論推導(dǎo)分析基

3、礎(chǔ)上，通過有限元法仿真研究了缺陷在銻化銦表面和內(nèi)部時(shí)太赫茲表面等離子體波在半導(dǎo)體表面的電場分布，并且討論了不同缺陷大小對太赫茲表面等離子體波的傳播特性影響。仿真結(jié)果表明利用太赫茲表面等離子體波能檢測出銻化銦表面缺陷最小尺寸為11μm，同時(shí)能夠檢測出銻化銦內(nèi)部缺陷最小尺寸為16μm。
　　最后通過改建傳統(tǒng)太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)搭建本文提出的太赫茲表面等離子體波系統(tǒng)，并對銻化銦表面的缺陷進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用太赫茲表面等離子體波能夠