CN111855706A - 半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法 - Google Patents

半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：S100、制备低阻单晶样品；S200、对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂得到掺杂样品；S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽；S400、对开槽的样品进行钝化，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层；S500、刻蚀样品背面的介质层，制备背面电极并形成欧姆接触；S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品；S700、对测试样品进行辐射诱导位移缺陷表征。本发明的检测方法通过制备出合适的半导体材料测试样品，有利于达到高效、高灵敏度位移缺陷检测与判定的目的，实现了半导体材料和器件中的辐射诱导位移缺陷快速、高效、准确检测。

Description

半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法
技术领域
本发明涉及半导体材料技术领域，具体而言，涉及一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法。
背景技术
辐射环境中不同能量的质子、电子、重离子、中子及光子会在半导体材料和器件内部诱导大量的位移缺陷。位移缺陷是指经入射粒子辐射后造成的靶材内原子脱离正常晶格位置，产生间隙原子和空位的损伤。除了这些单独的缺陷之外，空位和空位之间，间隙原子和空位之间以及间隙原子和间隙原子之间都可能会产生更多种类复杂的位移复合缺陷。不同类型的入射粒子在半导体材料和器件的输运过程中会产生大量的间隙原子，最终形成稳定的位移缺陷，位移缺陷在材料和电子元器件中属于永久性伤害。
位移缺陷主要分为两类：空位型缺陷和间隙原子型缺陷。在对位移缺陷的研究过程中，最先被发现的是单独的空位缺陷，单独的空位缺陷在硅的能带中有5种电荷状态，分别为V++、V+、V0、V-、V--。而后研究发现，在室温条件下空位不断移动，或被间隙原子氧、置换原子磷/硼等俘获形成复合缺陷，也就是VO缺陷(A心)、VP缺陷(E心)或空位对。空位对是常见的位移辐射缺陷，它主要由两种方式产生，一种是使两个相连的硅原子同时发生位移，另一种是两个单空位结合而成。随着研究的深入，发现当辐射产生的单空位浓度较大时，单空位们会团聚到一起，形成级联缺陷或多空位缺陷，间隙原子型缺陷在硅半导体材料中主要与氧和碳杂质有关。
不同能量、不同类型的入射粒子在半导体材料中产生的位移缺陷状态和特征不同，这些位移缺陷存在于半导体材料不同的部位，为了对材料进行有效评价及抗辐射加固，需要有针对性地进行研究，明确不同类型粒子在半导体材料中产生缺陷的状态和类型。目前常用的探测半导体材料中的缺陷状态的技术有二次离子质谱仪(SIMS)、电子顺磁能谱仪(EPR)、深能级瞬态谱仪(DLTS)等。然而，二次离子质谱仪和电子顺磁能谱仪的微观分析手段因灵敏度问题很难对深能级缺陷进行检查分析，而应用深能级瞬态谱议时对样品制备的要求很高，因此如何制备出合适的半导体材料样件是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的问题是如何快速、高效、准确检测半导体材料中的位移缺陷。
为解决上述问题，本发明提供一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备厚度为t1的低阻单晶样品；
S200、对所述低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂得到掺杂样品，所述掺杂样品的厚度为t2；
S300、在所述掺杂样品的正面刻蚀沟槽，所述沟槽环绕的区域为沟槽区，所述沟槽的宽度为W1，所述沟槽区的宽度为W2；
S400、对开槽的样品进行钝化，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层；
S500、刻蚀样品背面的介质层，制备背面电极并形成欧姆接触；
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，所述刻蚀区与所述沟槽区的中心重合，在所述刻蚀区的中心制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品，所述正面电极的宽度为W3，所述正面电极与所述刻蚀区边缘之间的距离为W4；
S700、对所述测试样品进行辐照试验，使用深能级瞬态谱议对辐照后测试样品的位移缺陷表征。
可选地，所述步骤S100中，所述低阻单晶样品的厚度t1为1μm-1000μm，所述低阻单晶样品的电阻率为1Ω·cm至1000Ω·cm或所述低阻单晶样品的掺杂浓度小于1e18cm-3。
可选地，所述步骤S200中，所述掺杂样品的厚度满足：0.8t1≥t2≥0.2t1，所述掺杂样品的电阻率为0.00001Ω·cm至10Ω·cm或所述掺杂样品的掺杂浓度大于1e18cm-3。
可选地，所述步骤S300中，所述沟槽的宽度W1为0.01μm至100μm，所述沟槽区的宽度W2为1μm至10000μm。
可选地，所述步骤S600中，所述正面电极的宽度W3为0.2μm至4000μm，所述正面电极与所述刻蚀区边缘之间的距离满足：200W3≥W4≥W3。
可选地，所述步骤S600中，所述刻蚀区的面积大于所述沟槽区，所述沟槽与所述刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为0.1W1至0.3W1。
可选地，所述步骤S200中，掺杂的方式是注入或扩散。
可选地，所述步骤S400中，介质的形成方式选自以下任意一种：热氧化、化学气相淀积和原子层淀积。
可选地，所述步骤S300、步骤S500和步骤S600中，刻蚀的方式选自以下任意一种：干法刻蚀、湿法刻蚀和等离子体刻蚀。
可选地，所述步骤S500和步骤S600中，制备电极的方法是物理气相淀积或化学气相淀积。
相对于现有技术，本发明的检测方法通过制备出合适的半导体材料测试样品，有利于达到高效、高灵敏度位移缺陷检测与判定的目的，测试样品基于隔离沟槽方式，形成载流子输运特征区域，实现了半导体材料和器件中的辐射诱导位移缺陷快速、高效、准确检测。
本发明提供了一种全新的检测方法，其步骤简单，易于操作，能够大幅度降低检测试验的费用，对研究半导体材料和器件的位移缺陷重大的意义。将本发明的技术应用在半导体材料的空间与辐射环境效应研究、抗辐射加固技术等领域中，具有明显的优势和推广价值。
附图说明
图1为本发明实施例中半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法的流程图；
图2为本发明实施例一中半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法的原理示意图；
图3为本发明实施例一中测试样品的结构示意图。
附图标记说明：
1-沟槽；2-沟槽区，3-刻蚀区，4-正面电极，5-背面电极；
t1-低阻单晶样品的厚度，t2-掺杂样品的厚度，W1-沟槽的宽度，W2-沟槽区的宽度，W3-正面电极的宽度，W4-正面电极与刻蚀区边缘之间的距离。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，以下各实施例仅用于说明本发明的实施方法和典型参数，而不用于限定本发明所述的参数范围，由此引申出的合理变化，仍处于本发明权利要求的保护范围内。
本发明的实施例公开一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其应用对象包括硅材料、宽禁带半导体材料、窄禁带半导体材料、二维半导体材料、一维半导体材料等。辐射环境中不同能量的质子、电子、重离子、中子及光子会在半导体材料和器件内部诱导大量的位移缺陷，不同能量、不同类型的入射粒子在半导体材料中产生的位移缺陷状态和特征不同，应用本发明实施例公开的方法可以高效快速鉴定和判断不同类型粒子辐射诱导位移缺陷状态。
结合图1所示，半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法包括以下步骤：
S100、制备厚度为t1的低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为1μm-1000μm，控制样品厚度，便于后续选择辐照源开展辐照试验。低阻单晶样品的电阻率为1Ω·cm至1000Ω·cm或者低阻单晶样品的掺杂浓度小于1e18cm-3，控制电阻率或掺杂浓度可以更灵敏地检测样品缺陷浓度。
S200、通过注入或扩散的方式对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，形成良好电接触，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2满足：0.8t1≥t2≥0.2t1，便于进行后续辐照试验。掺杂样品的电阻率为0.00001Ω·cm至10Ω·cm或者掺杂样品的掺杂浓度大于1e18cm-3，限定电阻率为或掺杂浓度有利于样品形成电极。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀开槽方式可以是干法刻蚀、湿法刻蚀或等离子体刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状可以是矩形、圆形、正方形、椭圆形等形状，沟槽区的形状会影响检测信号的噪声。沟槽的宽度W1为0.01μm至100μm，沟槽区的宽度W2为1μm至10000μm，沟槽的宽度W1会影响检测信号的强弱，沟槽区的宽度W2既沟槽环绕的最短距离会影响信号的噪声。
S400、对开槽的样品进行钝化，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，确保沟槽区钝化完全，以隔离检测信号噪声，正面、背面介质层的厚度不小于0.1μm。介质层形成方式可以选用热氧化、化学气相淀积或原子层淀积。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是干法刻蚀、湿法刻蚀或等离子体刻蚀。使用物理气相淀积或化学气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是干法刻蚀、湿法刻蚀或等离子体刻蚀，刻蚀区与沟槽区的中心重合，刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为0.1W1至0.3W1，保证检测信号的噪声较小。在刻蚀区的中心使用物理气相淀积或化学气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为正方形、矩形、圆形或椭圆形，正面电极的宽度W3为0.2μm至4000μm，且正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4满足：200W3≥W4≥W3。测试样品上形成欧姆接触和肖特基接触，可以完成缺陷信号的检测。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
本发明的实施例通过制备出合适的半导体材料测试样品，以达到高效、高灵敏度位移缺陷检测与判定的目的。载流子的流向与检测灵敏度密切相关，测试样品基于隔离沟槽方式，形成载流子输运特征区域，控制载流子沿沟槽移动，即纵向移动。载流子纵向移动有利于辐射诱导位移缺陷的检测，同时消除了非纵向移动载流子的干扰，实现了半导体材料和器件中的辐射诱导位移缺陷快速、高效、准确检测。
实施例一
本实施例提供一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，结合图2和图3所示，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为1000μm，掺杂浓度为1e15cm-3。
S200、通过扩散对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为200μm，掺杂浓度为1e19cm-3。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽1，刻蚀方式为干法刻蚀。沟槽1环绕的区域为沟槽区2，沟槽区2的形状为正方形。沟槽1的宽度W1为100μm，沟槽区2的边长W2为5000μm。
S400、对开槽的样品进行热氧化，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为2μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是干法刻蚀。通过物理气相淀积制备背面电极5并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区3，刻蚀方式可以是干法刻蚀。刻蚀区3与沟槽区2的中心重合，且刻蚀区3的面积大于沟槽区2，沟槽1与刻蚀区3部分重叠，重叠部位的宽度为10μm。在刻蚀区的中心通过物理气相淀积制备正面电极4并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极4为正方形，正面电极4的边长W3为100μm，正面电极4与刻蚀区3边缘之间的距离W4为2448μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例二
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为100μm，掺杂浓度为1e14cm-3。
S200、通过扩散对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为50μm，掺杂浓度为1e20cm-3。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为干法刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为正方形。沟槽的宽度W1为100μm，沟槽区的边长W2为300μm。
S400、对开槽的样品进行热氧化，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为1μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是干法刻蚀。通过物理气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是干法刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为3μm。在刻蚀区的中心通过物理气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为正方形，正面电极的边长W3为10μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为145μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例三
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为10μm，掺杂浓度为1e13cm-3。
S200、通过扩散对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为7μm，掺杂浓度为1e21cm-3。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为干法刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为正方形。沟槽的宽度W1为1μm，沟槽区的边长W2为5μm。
S400、对开槽的样品进行热氧化，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为0.5μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是干法刻蚀。通过物理气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是干法刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为0.2μm。在刻蚀区的中心通过物理气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为正方形，正面电极的边长W3为0.5μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为2μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例四
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为1μm，掺杂浓度为1e13cm-3。
S200、通过扩散对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为0.8μm，掺杂浓度为1e22cm-3。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为湿法刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为圆形。沟槽的宽度W1为0.01μm，沟槽区的直径W2为1μm。
S400、对开槽的样品进行化学气相淀积，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为0.1μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是湿法刻蚀。通过物理气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是湿法刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为0.003μm。在刻蚀区的中心通过物理气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为圆形，正面电极的直径W3为0.2μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为0.4μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例五
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为200μm，掺杂浓度为1e12cm-3。
S200、通过扩散对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为150μm，掺杂浓度为1e23cm-3。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为湿法刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为圆形。沟槽的宽度W1为20μm，沟槽区的直径W2为1000μm。
S400、对开槽的样品进行化学气相淀积，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为2μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是湿法刻蚀。通过物理气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是湿法刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为2μm。在刻蚀区的中心通过物理气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为圆形，正面电极的直径W3为50μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为475μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例六
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为500μm，电阻率为为1Ω·cm。
S200、通过注入对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为250μm，电阻率为10Ω·cm。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为湿法刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为矩形。沟槽的宽度W1为50μm，沟槽区的宽度W2为6000μm。
S400、对开槽的样品进行化学气相淀积，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为3μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是湿法刻蚀。通过化学气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是湿法刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为15μm。在刻蚀区的中心通过化学气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为矩形，正面电极的宽度W3为100μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为2950μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例七
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为800μm，电阻率为为1000Ω·cm。
S200、通过注入对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为400μm，电阻率为0.1Ω·cm。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为等离子体刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为矩形。沟槽的宽度W1为60μm，沟槽区的宽度W2为8000μm。
S400、对开槽的样品进行原子层淀积，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为5μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是等离子体刻蚀。通过化学气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是等离子体刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为8μm。在刻蚀区的中心通过化学气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为矩形，正面电极的宽度W3为1000μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为3500μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例八
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为150μm，电阻率为为500Ω·cm。
S200、通过注入对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为60μm，电阻率为0.01Ω·cm。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为等离子体刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为椭圆形。沟槽的宽度W1为15μm，沟槽区的短轴长W2为2000μm。
S400、对开槽的样品进行原子层淀积，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为4μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是等离子体刻蚀。通过化学气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是等离子体刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为4μm。在刻蚀区的中心通过化学气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为椭圆形，正面电极的短轴长W3为500μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为750μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
实施例九
本实施例提供另一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、制备低阻单晶样品，低阻单晶样品的厚度t1为950μm，电阻率为为100Ω·cm。
S200、通过注入对低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂，得到掺杂样品。掺杂样品的厚度t2为300μm，电阻率为2Ω·cm。
S300、在掺杂样品的正面刻蚀沟槽，刻蚀方式为等离子体刻蚀。沟槽环绕的区域为沟槽区，沟槽区的形状为椭圆形。沟槽的宽度W1为90μm，沟槽区的短轴长W2为10000μm。
S400、对开槽的样品进行原子层淀积，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层，正面、背面介质层的厚度为50μm。
S500、刻蚀样品背面的介质层，刻蚀方式可以是等离子体刻蚀。通过化学气相淀积制备背面电极并形成欧姆接触。
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，刻蚀方式可以是等离子体刻蚀。刻蚀区与沟槽区的中心重合，且刻蚀区的面积大于沟槽区，沟槽与刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为25μm。在刻蚀区的中心通过化学气相淀积制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品。正面电极为椭圆形，正面电极的短轴长W3为3000μm，正面电极与刻蚀区边缘之间的距离W4为3500μm。
S700、对测试样品进行辐照试验，辐照完成后，使用深能级瞬态谱议对半导体材料辐射诱导位移缺陷表征。
本发明的实施例公开了全新的半导体材料辐射诱导位移缺陷检测方法，其步骤简单，易于操作，能够大幅度降低检测试验的费用，对研究半导体材料和器件的位移缺陷重大的意义，可以将本发明的技术广泛推广应用于半导体材料的空间与辐射环境效应研究、抗辐射加固技术等领域中，相对于现有技术具有明显的优势和推广价值。
虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、制备厚度为t1的低阻单晶样品；
S200、对所述低阻单晶样品的背面进行高浓度掺杂得到掺杂样品，所述掺杂样品的厚度为t2；
S300、在所述掺杂样品的正面刻蚀沟槽，所述沟槽环绕的区域为沟槽区，所述沟槽的宽度为W1，所述沟槽区的宽度为W2；
S400、对开槽的样品进行钝化，在样品的正面、背面和沟槽内形成介质层；
S500、刻蚀样品背面的介质层，制备背面电极并形成欧姆接触；
S600、刻蚀样品正面的介质层形成刻蚀区，所述刻蚀区与所述沟槽区的中心重合，在所述刻蚀区的中心制备正面电极并形成肖特基接触，制得测试样品，所述正面电极的宽度为W3，所述正面电极与所述刻蚀区边缘之间的距离为W4；
S700、对所述测试样品进行辐照试验，使用深能级瞬态谱议对辐照后测试样品的位移缺陷表征。
2.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述低阻单晶样品的厚度t1为1μm-1000μm，所述低阻单晶样品的电阻率为1Ω·cm至1000Ω·cm或所述低阻单晶样品的掺杂浓度小于1e18cm-3。
3.根据权利要求2所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S200中，所述掺杂样品的厚度满足：0.8t1≥t2≥0.2t1，所述掺杂样品的电阻率为0.00001Ω·cm至10Ω·cm或所述掺杂样品的掺杂浓度大于1e18cm-3。
4.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S300中，所述沟槽的宽度W1为0.01μm至100μm，所述沟槽区的宽度W2为1μm至10000μm。
5.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S600中，所述正面电极的宽度W3为0.2μm至4000μm，所述正面电极与所述刻蚀区边缘之间的距离满足：200W3≥W4≥W3。
6.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S600中，所述刻蚀区的面积大于所述沟槽区，所述沟槽与所述刻蚀区部分重叠，重叠部位的宽度为0.1W1至0.3W1。
7.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S200中，掺杂的方式是注入或扩散。
8.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S400中，介质的形成方式选自以下任意一种：热氧化、化学气相淀积和原子层淀积。
9.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S300、步骤S500和步骤S600中，刻蚀的方式选自以下任意一种：干法刻蚀、湿法刻蚀和等离子体刻蚀。
10.根据权利要求1所述的半导体材料辐射诱导位移缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S500和步骤S600中，制备电极的方法是物理气相淀积或化学气相淀积。
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