CN111856237A - 一种深能级瞬态谱测试方法、装置及存储介质 - Google Patents

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CN111856237A CN202010735729.9A CN202010735729A CN111856237A CN 111856237 A CN111856237 A CN 111856237A CN 202010735729 A CN202010735729 A CN 202010735729A CN 111856237 A CN111856237 A CN 111856237A
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Abstract

本发明提供了一种深能级瞬态谱测试方法、装置及存储介质，涉及测试技术领域，包括：对半导体材料施加连续的脉冲同步信号；获取所述半导体材料的瞬态电容变化波形；根据所述瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定所述半导体材料的指数深能级瞬态谱。本发明相对于率窗等抽样算法、傅里叶等统计算法，直接采用波形数据进行计算，而非估算的结果，可靠性更强，同时利用指数拟合的方法，还原瞬态电容变化波形的特征，寻找最优拟合结果，测试结果更为准确。

Description

一种深能级瞬态谱测试方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种深能级瞬态谱测试方法、装置及存储介质。
背景技术
深能级是指半导体中远离导带底或价带顶的杂质能级或缺陷能级，深能级的存在对半导体的电学、热学和光学性质有很大影响，大量半导体器件的性能直接与深能级的存在有关，因而如何测试深能级是研究半导体性能的关键问题。深能级有多种检测方法，而近年来，深能级瞬态谱(Deep Level Transient Spectroscopy，DLTS)受到了越来越广泛的关注。
深能级瞬态谱是研究半导体的掺杂浓度、缺陷能级位、界面态(俘获界面)的一种有效手段，其原理是对被测半导体施加适当的反向偏置电压，并叠加一周期性的脉冲电压，在脉冲的作用下，电子在深能级上有一个填充、释放的过程，以此形成电容瞬态。因此在测试过程中，如何拟合电容瞬态波形以此安全准确地确定深能级瞬态谱就显得尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。为达上述目的，本发明提供了一种深能级瞬态谱测试方法，用于在深能级瞬态谱测试系统中进行测试，所述深能级瞬态谱测试系统包括脉冲同步信号发生电路、运放电路以及数据处理电路，其中，所述脉冲同步信号发生电路、所述运放电路分别连接至待测的半导体材料，所述数据处理电路连接至所述运放电路，所述深能级瞬态谱测试方法包括：
对所述半导体材料施加连续的脉冲同步信号；
获取所述半导体材料的瞬态电容变化波形；
根据所述瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定所述半导体材料的指数深能级瞬态谱。
由此，本发明提出一种多次指数拟合的方式，直接对瞬态电容变化波形进行相应的指数拟合，相对于率窗等抽样算法、傅里叶等统计算法，直接采用波形数据进行计算，而非估算的结果，可靠性更强，同时利用多次指数拟合的方法，数据的可信度更大，还原瞬态电容变化波形的特征，寻找最优拟合结果，使测试结果更为准确。
进一步地，所述根据所述瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定所述半导体材料的指数深能级瞬态谱包括：
选择多组采样组，所述采样组包括在所述瞬态电容变化波形中等间隔选取的连续多个采样点，每个所述采样组的初始采样点各不相同；
针对每个所述采样组，获取其中的每个所述采样点在所述瞬态电容变化波形中对应的瞬态电容量；
根据每个所述采样组中中各个所述采样点的所述瞬态电容量，确定每个所述采样组对应的指数拟合系数；
根据多组所述采样组对应的所述指数拟合系数，确定最终的最佳拟合指数。
由此，本发明通过对多组采样点进行拟合，寻找最优拟合结果，使用的采样数据多，以此使数据的可信度更大，达到利用采样数据准确测量的目的。
进一步地，所述根据每个所述采样组中的所述瞬态电容量，确定每个所述采样组对应的指数拟合系数包括：
在所述采样组中，将每个所述采样点对应的所述瞬态电容量表示为指数表达式：
Figure BDA0002604862760000021
其中，tn表示所述采样点对应的采样时刻，Cn表示所述采样点在对应的tn时刻的瞬态电容量，A表示线性幅度系数，B表示指数系数，D表示线性偏移系数；
根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数。
由此，通过指数表达式有效反应电容变化波形的特征，再通过拟合，求出指数表达式中的多种参数，达到最优拟合结果。
进一步地，所述指数拟合系数包括所述指数系数B，所述指数系数B用于表示所述瞬态电容变化波形的变化率，所述根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数包括：
根据对任意相邻两个所述采样点的所述指数表达式进行差分运算确定电容差分量表达式；
根据所述电容差分量表达式确定所述指数系数B。
由此，本发明依据差分结果进行判断，只要数据是变化曲线，即可有效快捷地得出拟合解，灵活程度高。
进一步地，所述采样组包括连续的第一采样点、第二采样点、第三采样点以及第四采样点，所述根据所述电容差分量表达式确定所述指数系数B包括：
根据第一电容差分量表达式和第二电容差分量表达式之商，确定所述指数系数，其中，根据所述第一采样点的所述瞬态电容量和所述第二采样点的所述瞬态电容量之差确定所述第一电容差分量表达式，根据所述第三采样点的所述瞬态电容量和所述第四采样点的所述瞬态电容量之差确定所述第二电容差分量表达式。
由此，采用连续两点的值进行差分运算，消除线性偏移，再利用两个差分表达式之商，有效确定指数系数。
进一步地，所述指数拟合系数包括所述线性幅度系数A，所述线性幅度系数A用于表示所述瞬态电容变化波形的线性变化率，所述根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数包括：
将所述指数系数B带入任意电容差分量表达式，确定所述线性幅度系数A，其中，所述指数系数B根据所述电容差分量表达式确定，所述电容差分量表达式通过对任意相邻两个所述采样点的所述指数表达式进行差分运算确定。
由此，利用指数表达式的特征，通过将指数系数带入任意电容差分量表达式，充分表示瞬态电容变化波形的线性变化率。
进一步地，所述指数拟合系数包括所述线性偏移系数D，所述线性偏移系数D用于表示所述瞬态电容变化波形的峰值偏差，所述根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数包括：
将所述指数系数B和所述线性幅度系数A带入任意所述指数表达式，其中，所述指数系数B根据电容差分量表达式确定，所述线性幅度系数A通过将所述指数系数B带入任意所述电容差分量表达式确定，所述电容差分量表达式通过对任意相邻两个所述采样点的所述指数表达式进行差分运算确定。
由此，利用指数表达式的特征，通过将指数系数和线性幅度系数带入任意电容差分量表达式，充分表示瞬态电容变化波形的峰值偏差。
进一步地，所述选择多组采样组包括：
遍历所述瞬态电容变化波形中的所有所述采样点，将每个所述采样点都作为所述初始采样点，在每个所述初始采样点之后等间隔选取连续多个所述采样点，形成对应的所述采样组。
由此，通过遍历所有的采样点，采用冒泡方法进行搜索计算，没有采用递归运算，减少了运算量，在同等方式(使用观察期中所有点进行数据处理)的方案中效率更高。
进一步地，所述根据多组所述采样组对应的所述指数拟合系数，确定最终的最佳拟合指数包括：
根据每个所述采样组的所述指数拟合系数，确定对应的其他所述采样点的估量瞬态电容量；
根据所述估量瞬态电容量和其他所述采样点对应的实际瞬态电容量，确定每个所述采样组的所述指数拟合系数对应的误差；
根据所述误差最小的所述采样组的所述指数拟合系数，确定所述最佳拟合指数。
由此，针对所有采样数据进行了遍历计算，采用冒泡方法进行搜索计算，没有采用递归运算，减少了运算量，效率更高。同时寻找最优拟合结果，使用的数据输入比其他方法多，数据的可信度更强，结果更为准确。
本发明的第二目的在于提供一种深能级瞬态谱测试装置，直接采用波形数据进行计算，而非估算的结果，可靠性更强，同时利用多次指数拟合的方法，数据的可信度更大，还原瞬态电容变化波形的特征，寻找最优拟合结果，使测试结果更为准确。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种深能级瞬态谱测试装置，用于在深能级瞬态谱测试系统中进行测试，所述深能级瞬态谱测试系统包括脉冲同步信号发生电路、运放电路以及数据处理电路，其中，所述脉冲同步信号发生电路、所述运放电路分别连接至待测的半导体材料，所述数据处理电路连接至所述运放电路，所述深能级瞬态谱测试装置包括：
脉冲控制单元，用于对所述半导体材料施加连续的脉冲同步信号；
获取单元，用于获取所述半导体材料的瞬态电容变化波形；
处理单元，用于根据所述瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定所述半导体材料的指数深能级瞬态谱。
所述深能级瞬态谱测试装置与上述深能级瞬态谱测试方法相对于现有技术所具有的有益效果相同，在此不再赘述。
本发明的第三目的在于提供一种计算机可读存储介质，直接采用波形数据进行计算，而非估算的结果，可靠性更强，同时利用多次指数拟合的方法，数据的可信度更大，还原瞬态电容变化波形的特征，寻找最优拟合结果，使测试结果更为准确。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述的深能级瞬态谱测试方法。
所述计算机可读存储介质与上述的深能级瞬态谱测试方法相对于现有技术所具有的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
图1所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试系统的结构示意图；
图2所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试系统的具体结构示意图；
图3所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试方法的流程示意图；
图4所示为本发明实施例的多次指数拟合的流程示意图；
图5所示为本发明实施例的确定指数拟合系数的流程示意图；
图6所示为本发明实施例的确定指数系数B的流程示意图；
图7所示为本发明实施例的利用电容差分量表达式确定指数系数B的流程示意图；
图8所示为本发明实施例的确定最佳拟合指数的流程示意图；
图9所示为本发明实施例的指数拟合的波形示意图；
图10所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述根据本发明的实施例，描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的要素。要说明的是，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表本发明的所有实施方式。它们仅是与如权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，本发明的范围并不局限于此。在不矛盾的前提下，本发明各个实施例中的特征可以相互组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
深能级瞬态谱是研究半导体的掺杂浓度、缺陷能级位、界面态(俘获界面)的一种有效手段，其原理是对被测半导体施加适当的反向偏置电压，并叠加一周期性的脉冲电压。在脉冲的作用下，电子在深能级上有一个填充、释放的过程：在脉冲期间，结势垒降低，空间电荷区宽度减小，变成中性区的那一段深能级将被电子填充，脉冲过后，结偏压恢复到原来的静态值，空间电荷区变宽，填充在深能级上的电子将向导带发射而形成电容瞬态。在施加周期性脉冲的过程中，被测半导体形成电容瞬态，通过获取相应的电容瞬态波形即可有效反应深能级。
在测试过程中，如何分析电容瞬态波形以此安全准确地确定深能级瞬态谱就显得尤为重要。现有技术中，针对电容瞬态波形的分析主要依赖于傅里叶转换、拉普拉斯转换，一方面，该种方法分析结果源于估算数据，缺乏准确性和可靠性，另一方面，该种方法运算过程繁琐，效率不高。因而，针对如何提出一种可靠性强、运算量少的深能级瞬态谱测试方法的问题，本发明提出一种基于指数拟合的深能级瞬态谱测试方法、装置及存储介质。
本发明第一方面的实施例提供了一种的深能级瞬态谱测试方法，用于在深能级瞬态谱测试系统中进行测试。图1所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试系统的结构示意图，结合图1来看，包括脉冲同步信号发生电路1、运放电路2以及数据处理电路3，其中，脉冲同步信号发生电路1、运放电路2分别连接至半导体材料4，数据处理电路3连接至运放电路2。其中，脉冲同步信号发生电路1向半导体材料4施加周期性脉冲信号，以有效形成瞬态电容，而运放电路2将信号放大，以便有效获取信号特征，数据处理电路3对采集的信号进行数据转换，以获取相应的采样数据。由此，通过同步信号发生电路1、运放电路2以及数据处理电路3之间的相互配合准确获取在施加周期性脉冲的过程中，半导体材料4两端形成的电容瞬态。
具体地，结合图2来看，图2所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试系统的具体结构示意图，其中，运放电路2还包括电阻R和运放器201，通过电阻R和运放器201获取放大后的信号，以便后续的波形分析；数据处理电路3包括AD采集器301和数据处理器302，AD采集器301将模拟信号有效转为数字信号，而数据处理器302针对采样数据进行数据拟合和分析。由此，达到利用电容瞬态准确测量的目的。
图3所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试方法的流程示意图，结合图3来看，包括步骤S1至步骤S3。
在步骤S1中，在对半导体材料4施加连续的脉冲同步信号。由此，向半导体材料4施加周期性脉冲信号，以有效形成瞬态电容。
在步骤S2中，获取半导体材料4的瞬态电容变化波形。由此，通过获取瞬态电容变化波形有效反应深能级瞬态谱。
在步骤S3中，根据瞬态电容变化波形进行指数拟合，确定半导体材料4的指数深能级瞬态谱。由此，本发明提出一种多次指数拟合的方式，直接对瞬态电容变化波形进行相应的指数拟合，相对于率窗等抽样算法、傅里叶等统计算法，直接采用波形数据进行计算，而非估算的结果，可靠性更强，同时利用多次指数拟合的方法，数据的可信度更大，还原瞬态电容变化波形的特征，寻找最优拟合结果，使测试结果更为准确。
在本发明实施例中，依照统计原理，瞬态电容变化波形是符合指数分布的，因此，在tn时刻的瞬态电容可以表示为：
Figure BDA0002604862760000081
其中，Cn表示tn时刻的瞬态电容量，A表示线性幅度系数，B表示指数系数，D表示线性偏移系数。波形特征反映着深能级瞬态谱的变化，而线性幅度系数A、指数系数B和线性偏移系数D是反映波形特征的关键参数。因而，如何通过拟合的手段有效求得线性幅度系数A、指数系数B和线性偏移系数D，是获取准确的深能级瞬态谱的关键问题。
其中，在采样组中，将其中包含的采样点对应的瞬态电容量表示为指数表达式。即在每一采样组中，每一个采样点的瞬态电容量都可用公式(1)表示，以此有效反应电容变化波形的特征。
可选地，图4所示为本发明实施例的多次指数拟合的流程示意图，结合图4来看，包括步骤S31至步骤S34。
在步骤S31中，选择多组采样组，采样组包括在瞬态电容变化波形中等间隔选取的连续多个采样点，每个采样组的初始采样点各不相同。由此，有效进行遍历运算，选择多组采样组，获取大量的数据，保证最终拟合结果的可靠性。
可选地，上述选择多组采样组的步骤包括：遍历瞬态电容变化波形中的所有采样点，将多个采样点作为初始采样点，在每个初始采样点之后等间隔选取连续多个采样点，形成多组采样组。由此，通过遍历所有的采样点，采用冒泡方法进行搜索计算，没有采用递归运算，减少了运算量，在同等方式(使用观察期中所有点进行数据处理)的方案中效率更高。
在步骤S32中，针对每个采样组，获取其中的每个采样点在所述瞬态电容变化波形中对应的瞬态电容量。由此，根据每个采样点的瞬态电容量，有效反映出深能级的特性，方便后续的拟合。
在步骤S33中，根据每个采样组中各个采样点的瞬态电容量，确定每个采样组对应的指数拟合系数。由此，确定每一组的指数拟合系数，以此获得大量指数拟合系数，便于后续的数据筛选。
在步骤S34中，根据多组采样组对应的指数拟合系数，确定最终的最佳拟合指数。由此，本发明通过对多组采样点进行拟合，寻找最优拟合结果，使用的采样数据多，以此使数据的可信度更大，达到利用采样数据准确测量的目的。
可选地，图5所示为本发明实施例的确定指数系数的流程示意图，结合图5来看，上述步骤S33具体包括步骤S331至步骤S332，其中：
在步骤S331中，在采样组中，将每个采样点对应的瞬态电容量表示为公式(1)中的指数表达式。其中，采样点对应的采样时刻tn，对应的tn时刻的瞬态电容量Cn，皆可通过瞬态电容变化波形中获取；
在步骤S332中，根据指数表达式，确定每个采样组对应的指数拟合系数。由此，通过指数表达式有效反应电容变化波形的特征，再通过拟合，求出指数表达式中的多种参数，达到最优拟合结果。
可选地，指数拟合系数包括指数系数B，指数系数B用于表示瞬态电容变化波形的变化率。图6所示为本发明实施例的确定指数系数B的流程示意图，结合图6来看，包括步骤S3321至步骤S3322。
在步骤S3321中，根据对任意相邻两个采样点的指数表达式进行差分运算确定电容差分量表达式。由此，结合公式(1)来看，通过差分运算，以此有效消除线性偏移系数D。
在步骤S3322中，根据电容差分量表达式确定指数系数B。由此，本发明依据差分结果进行判断，只要数据是变化曲线，即可有效快捷地得出拟合解，灵活程度高。
可选地，采样组包括连续的第一采样点、第二采样点、第三采样点以及第四采样点。图7所示为本发明实施例的利用电容差分量表达式确定指数系数B的流程示意图，结合图7来看，包括步骤S33221至步骤S33223。
在步骤S33221中，根据第一采样点的瞬态电容量和第二采样点的瞬态电容量之差，确定第一电容差分量表达式。通过两个连续的采样点的差分运算，有效消除线性偏差。
在步骤S33222中，根据第三采样点的瞬态电容量和第四采样点的瞬态电容量之差，确定第二电容差分量表达式。通过两个连续的采样点的差分运算，有效消除线性偏差。
在步骤S33223中，根据第一电容差分量表达式和第二电容差分量表达式之商，确定指数系数B。由此，采用连续两点的值进行差分运算，消除线性偏移系数D，再利用两个差分表达式之商，消除线性幅度系数A，以此有效确定指数系数。
可选地，指数拟合系数包括线性幅度系数A，线性幅度系数A用于表示瞬态电容变化波形的线性变化率，上述根据指数表达式，确定每个采样组对应的指数拟合系数的步骤包括：将指数系数B带入任意电容差分量表达式，确定线性幅度系数A，其中，指数系数B根据电容差分量表达式确定，电容差分量表达式通过对任意相邻两个采样点的指数表达式进行差分运算确定。由此，利用指数表达式的特征，通过将指数系数带入任意电容差分量表达式，充分表示瞬态电容变化波形的线性变化率。
可选地，指数拟合系数包括线性偏移系数D，线性偏移系数D用于表示瞬态电容变化波形的峰值偏差。上述根据指数表达式，确定每个采样组对应的指数拟合系数的步骤包括：将线性幅度系数A和指数系数B带入任意公式(1)中的指数表达式，其中，指数系数B根据电容差分量表达式确定，线性幅度系数A通过将指数系数B带入任意电容差分量表达式确定，电容差分量表达式通过对任意相邻两个采样点的指数表达式进行差分运算确定。由此，利用指数表达式的特征，通过将指数系数B和线性幅度系数A带入任意电容差分量表达式，充分表示瞬态电容变化波形的峰值偏差。
可选地，结合图8来看，图8所示为本发明实施例的确定最佳拟合指数的流程示意图，包括步骤S341至步骤S343。
在步骤S341中，根据每个采样组的指数拟合系数，确定对应的其他采样点的估量瞬态电容量。由此，将由单个采样组数据确定的指数拟合系数带入除了本采样组的其他采样点，确定该指数拟合系数带入计算后其他采样点的估计量。
在步骤S342中，根据估量瞬态电容量和其他采样点对应的实际瞬态电容量，确定每个采样组的指数拟合系数对应的误差。由此，根据估量瞬态电容量和对应的实际瞬态电容量确定相应的误差。
在步骤S343中，根据误差最小的采样组的指数拟合系数，确定最佳拟合指数。由此，针对所有采样数据进行了遍历计算，采用冒泡方法进行搜索计算，没有采用递归运算，减少了运算量，效率更高。同时寻找最优拟合结果，使用的数据输入比其他方法多，数据的可信度更强，结果更为准确。
在本发明一个具体的实施例中，结合图9来看，图9所示为本发明实施例的指数拟合的波形示意图。从中可以看出，经过对DLTS瞬态电容波形的观察，其变化率符合指数分布，其系数特征可以从以下三个方面来表示：线性偏移系数，其表示被测材料受注入脉冲幅度影响，导致的瞬态电容的峰值偏差；线性幅度系数，其表示受被测材料输出电容的大小影响，导致的瞬态电容曲线线性变化率；指数系数，其表示受瞬态变化率影响，需要与线性幅度配合分析。
结合图9来看，在选定区域内，瞬态电容是等间隔采样的，间隔时间设为t，时刻用t1，t2，t3，t4…表示，每个点的瞬态电容量用C1，C2，C3，C4…表示，结合公式(1)来看，tn时刻的瞬态电容可以表示为：
Figure BDA0002604862760000121
在选定数据中，每连续4个采样点分为一组采样组，每组计算线性幅度系数A、指数系数B、线性偏移系数D。在一个采样组中，包括第一采样点、第二采样点、第三采样点和第四采样点，其中，第一采样点为t1时刻的采样点，第二采样点为t2时刻的采样点，第三采样点为t3时刻的采样点，第四采样点为t4时刻的采样点，首先计算指数系数B。采用连续两点的值进行差分运算，消除线性偏移系数D，得到：
Figure BDA0002604862760000122
Figure BDA0002604862760000123
其中，式(2)为第一电容差分量表达式，根据第一采样点的瞬态电容量和第二采样点的瞬态电容量之差确定，式(3)为第二电容差分量表达式，根据第三采样点的瞬态电容量和第四采样点的瞬态电容量之差确定。
式(2)和式(3)相除，即可解得指数系数B。
Figure BDA0002604862760000124
然后，将指数系数B带入式(2)可解得线性幅度系数A：
Figure BDA0002604862760000125
最后，将依据式(5)计算出的线性幅度系数A、依据式(4)计算出的指数系数B带入式(1)，得到线性偏移系数D。
依照上述方法，采用遍历的方法使多个采样点都作为初始采样点，将所有采样组的线性幅度系数A、指数系数B、线性偏移系数D求出，采用遍历的方法，将每一采样组的线性幅度系数A、指数系数B、线性偏移系数D带入其余的采样组的采样点中，计算误差，选取均方误差最小的一组采样组的指数系数作为最佳拟合指数，此最佳拟合系数带入公式(1)即为最终的表达式。
本发明提供的一种基于指数拟合的深能级瞬态谱测试方法，直接采用波形数据进行计算，而非估算的结果，可靠性更强，同时利用多次指数拟合的方法，数据的可信度更大，还原瞬态电容变化波形的特征，寻找最优拟合结果，使测试结果更为准确。
本发明第二方面的实施例提供了一种深能级瞬态谱测试装置，结合图10来看，图10所示为本发明实施例的深能级瞬态谱测试装置1000的结构示意图，包括：
脉冲控制单元1001，用于对半导体材料4施加连续的脉冲同步信号；
获取单元1002，用于获取半导体材料4的瞬态电容变化波形；
处理单元1003，用于根据瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定半导体材料4的指数深能级瞬态谱。
本发明实施例提供的深能级瞬态谱测试装置与上述深能级瞬态谱测试方法相对于现有技术所具有的有益效果相同，在此不再赘述。
本发明第三方面的实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述的深能级瞬态谱测试方法。计算机可读存储介质与上述的深能级瞬态谱测试方法相对于现有技术所具有的有益效果相同，在此不再赘述。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开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 (11)

1.一种深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，用于在深能级瞬态谱测试系统中进行测试，所述深能级瞬态谱测试系统包括脉冲同步信号发生电路(1)、运放电路(2)以及数据处理电路(3)，其中，所述脉冲同步信号发生电路(1)、所述运放电路(2)分别连接至待测的半导体材料(4)，所述数据处理电路(3)连接至所述运放电路(2)，所述深能级瞬态谱测试方法包括：
对所述半导体材料(4)施加连续的脉冲同步信号；
获取所述半导体材料(4)的瞬态电容变化波形；
根据所述瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定所述半导体材料(4)的指数深能级瞬态谱。
2.如权利要求1所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述根据所述瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定所述半导体材料(4)的指数深能级瞬态谱包括：
选择多组采样组，所述采样组包括在所述瞬态电容变化波形中等间隔选取的连续多个采样点，每个所述采样组的初始采样点各不相同；
针对每个所述采样组，获取其中的每个所述采样点在所述瞬态电容变化波形中对应的瞬态电容量；
根据每个所述采样组中各个所述采样点的所述瞬态电容量，确定每个所述采样组对应的指数拟合系数；
根据每个所述采样组对应的所述指数拟合系数，确定最终的最佳拟合指数。
3.如权利要求2所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述根据每个所述采样组中各个所述采样点的所述瞬态电容量，确定每个所述采样组对应的指数拟合系数包括：
在所述采样组中，将每个所述采样点对应的所述瞬态电容量表示为指数表达式：
Figure FDA0002604862750000021
其中，tn表示所述采样点对应的采样时刻，Cn表示所述采样点在对应的tn时刻的瞬态电容量，A表示线性幅度系数，B表示指数系数，D表示线性偏移系数；
根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数。
4.如权利要求3所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述指数拟合系数包括所述指数系数B，所述指数系数B用于表示所述瞬态电容变化波形的变化率，所述根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数包括：
根据对任意相邻两个所述采样点的所述指数表达式进行差分运算确定电容差分量表达式；
根据所述电容差分量表达式确定所述指数系数B。
5.如权利要求4所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述采样组包括连续的第一采样点、第二采样点、第三采样点以及第四采样点，所述根据所述电容差分量表达式确定所述指数系数B包括：
根据第一电容差分量表达式和第二电容差分量表达式之商，确定所述指数系数B，其中，根据所述第一采样点的所述瞬态电容量和所述第二采样点的所述瞬态电容量之差确定所述第一电容差分量表达式，根据所述第三采样点的所述瞬态电容量和所述第四采样点的所述瞬态电容量之差确定所述第二电容差分量表达式。
6.如权利要求3所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述指数拟合系数包括所述线性幅度系数A，所述线性幅度系数A用于表示所述瞬态电容变化波形的线性变化率，所述根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数包括：
将所述指数系数B带入任意电容差分量表达式，确定所述线性幅度系数A，其中，所述指数系数B根据所述电容差分量表达式确定，所述电容差分量表达式通过对任意相邻两个所述采样点的所述指数表达式进行差分运算确定。
7.如权利要求3所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述指数拟合系数包括所述线性偏移系数D，所述线性偏移系数D用于表示所述瞬态电容变化波形的峰值偏差，所述根据所述指数表达式，确定每个所述采样组对应的所述指数拟合系数包括：
将所述指数系数B和所述线性幅度系数A带入任意所述指数表达式，其中，所述指数系数B根据电容差分量表达式确定，所述线性幅度系数A通过将所述指数系数B带入任意所述电容差分量表达式确定，所述电容差分量表达式通过对任意相邻两个所述采样点的所述指数表达式进行差分运算确定。
8.如权利要求2-7任一项所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述选择多组采样组包括：
遍历所述瞬态电容变化波形中的所有所述采样点，将每个所述采样点都作为所述初始采样点，在每个所述初始采样点之后等间隔选取连续多个所述采样点，形成对应的所述采样组。
9.如权利要求8所述的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，所述根据每个所述采样组对应的所述指数拟合系数，确定最终的最佳拟合指数包括：
根据每个所述采样组的所述指数拟合系数，确定对应的其他所述采样点的估量瞬态电容量；
根据所述估量瞬态电容量和其他所述采样点对应的实际瞬态电容量，确定每个所述采样组的所述指数拟合系数对应的误差；
根据所述误差最小的所述采样组的所述指数拟合系数，确定所述最佳拟合指数。
10.一种深能级瞬态谱测试装置，其特征在于，用于在深能级瞬态谱测试系统中进行测试，所述深能级瞬态谱测试系统包括脉冲同步信号发生电路(1)、运放电路(2)以及数据处理电路(3)，其中，所述脉冲同步信号发生电路(1)、所述运放电路(2)分别连接至待测的半导体材料(4)，所述数据处理电路(3)连接至所述运放电路(2)，所述深能级瞬态谱测试装置包括：
脉冲控制单元，用于对所述半导体材料(4)施加连续的脉冲同步信号；
获取单元，用于获取所述半导体材料(4)的瞬态电容变化波形；
处理单元，用于根据所述瞬态电容变化波形进行多次指数拟合，确定所述半导体材料(4)的指数深能级瞬态谱。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现根据权利要求1-9中任一项所述的深能级瞬态谱测试方法。
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