CN115389619A - 材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质 - Google Patents

材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及半导体技术领域，提供一种材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质。包括：基于检测请求发射脉冲激光光束，并将所述脉冲激光光束调节为准直光束；对所述准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至待检测半导体材料；接收所述待检测半导体材料受所述激光光斑激发产生的机械波，基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果。本申请由于脉冲激光光束不会对待检测半导体材料产生损害，可以实现待检测半导体材料的无损缺陷检测；同时，基于机械波进行待检测半导体材料的缺陷检测，可以得到精准的缺陷检测结果。因此，可以提高对半导体材料进行缺陷检测的缺陷检测技术的实用性。

Description

材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质。
背景技术
现有制备碳化硅、硅、氮化镓等半导体材料的技术存在产品缺陷较多的问题，如微管、空泡、螺位错、刃位错、基晶面位错，致使工艺良品率较低。而缺陷的表征直接影响半导体器件的性能，例如，微管缺陷会导致器件失能与压降降低，因此需要对制备的半导体材料进行缺陷检测。目前，对半导体材料进行缺陷检测时采用化学腐蚀技术，但是，化学腐蚀技术会对半导体材料造成不可恢复的损伤且检测精度低，导致当前对半导体材料进行缺陷检测的缺陷检测技术的实用性低。
发明内容
本申请实施例提供一种材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质，用以解决当前的缺陷检测技术会对半导体材料造成不可恢复的损伤且检测精度低，导致对半导体材料进行缺陷检测的缺陷检测技术的实用性低的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种材料缺陷检测方法，包括：
基于检测请求发射脉冲激光光束，并将所述脉冲激光光束调节为准直光束；
对所述准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至待检测半导体材料；
接收所述待检测半导体材料受所述激光光斑激发产生的机械波，基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，所述缺陷检测结果包括缺陷类型、缺陷尺寸中的一项或多项。
在一个实施例中，所述基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，包括：
对所述机械波进行数据转换，得到待处理信号；
对所述待处理信号进行图像处理，得到缺陷图像；
基于所述缺陷图像，确定所述待检测半导体材料的缺陷检测结果。
在一个实施例中，所述基于所述缺陷图像，确定所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，包括：
对所述缺陷图像进行图像识别；
若图像识别成功，则得到所述待检测半导体材料的缺陷类型；
将所述缺陷类型确定为所述待检测半导体材料的缺陷检测结果。
在一个实施例中，所述对所述缺陷图像进行图像识别之后，还包括：
若图像识别失败，则调整所述准直光束的分辨率，得到调整后的准直光束；
对调整后的准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至基于所述缺陷图像进行位置调整后的待检测半导体材料；
执行接收所述待检测半导体材料受所述激光光斑辐射产生的机械波，基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果的步骤，直至图像识别成功，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，或执行次数达到预设次数阈值。
在一个实施例中，所述对所述待处理信号进行图像处理，得到缺陷图像，包括：
对所述待处理信号进行去噪处理，得到去噪后的待处理信号；
对去噪后的待处理信号进行希尔伯特变换，得到变换后的信号；
基于变换后的信号，确定缺陷图像。
在一个实施例中，所述基于变换后的信号，确定缺陷图像，包括：
对变换后的信号进行图像重建，得到二维图像；
基于所述二维图像进行图像重构，得到缺陷图像。
在一个实施例中，所述对所述机械波进行数据转换，得到待处理信号，包括：
对所述机械波进行模数转换，得到电信号；
对所述电信号进行信号放大处理，得到待处理信号。
第二方面，本申请实施例提供一种材料缺陷检测装置，包括：脉冲激光器、扩束镜、物镜、样品台、超声探头、三维平移台、电信号放大器、工控计算机、压电陶瓷；
所述脉冲激光器，用于发射脉冲激光光束；
所述扩束镜设置于所述脉冲激光光束的光路上，用于将所述脉冲激光光束调整为准直光束；
所述物镜设置于所述准直光束的光路上，用于对所述准直光束进行聚焦，并将聚焦形成的激光光斑辐射至置放于所述样品台上的半导体材料，使所述半导体材料受激发产生机械波；
所述超声探头，用于采集所述机械波，并对所述机械波进行模数转换，将模数转换得到的电信号传输至所述电信号放大器；
所述电信号放大器，用于对所述电信号进行信号放大并将放大得到的待处理信号传输至所述工控计算机；
所述工控计算机，用于根据放大得到的待处理信号进行缺陷检测，得到缺陷检测结果；
所述三维平移台，用于移动所述样品台，以对所述样品台上的半导体材料进行位置调整；
所述压电陶瓷，用于调整所述扩束镜之间的间距，以调整准直光束的分辨率。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述程序时实现第一方面或第二方面所述的材料缺陷检测方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质为计算机可读存储介质，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面或第二方面所述的材料缺陷检测方法的步骤。
本申请实施例提供的材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质，基于脉冲激光光束对待检测半导体材料进行照射可以产生机械波，进而可以基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果。由于脉冲激光光束不会对待检测半导体材料产生损害，可以实现待检测半导体材料的无损缺陷检测；同时，基于机械波进行待检测半导体材料的缺陷检测，可以得到精准的缺陷检测结果。因此，可以提高对半导体材料进行缺陷检测的缺陷检测技术的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的材料缺陷检测装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的材料缺陷检测方法的流程示意图之一；
图3是本申请实施例提供的材料缺陷检测方法的流程示意图之二；
图4是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
目前，碳化硅缺陷检测技术主要有化学腐蚀技术、高分辨率X 射线衍射技术和光致发光(photoluminescence，PL)映射/成像技术。
化学腐蚀技术是在450-600℃下使用熔融的KOH，NaOH等材料对碳化硅进行蚀刻，缺陷受到高应变作用形成蚀刻坑，通过鉴别蚀刻坑判断缺陷的存在。
高分辨率X射线衍射技术通过X射线对碳化硅辐照，用高分辨率膜记录衍射的x射线，利用射线追踪模拟缺陷样貌，从而实现缺陷检测。
光致发光映射/成像技术采用激光或紫外光对碳化硅辐照，利用探测器或电荷耦合器件形成PL图像。根据图像可判断存在的缺陷。
但是，化学腐蚀技术是一种破坏性检测方法，会给晶体碳化硅造成的损伤不可恢复。此外，化学腐蚀技术的检测范围通常都在200um 以上，无法实现对尺度在几微米甚至更小范围的缺陷高精度检测。
高分辨率X射线衍射技术是一种无损性检测方法，能较快形成晶体形貌，鉴别缺陷，但该技术所需设备价格高昂，对使用环境有着严苛的要求，容易对操作者造成辐射伤害。此外，由于受到X射线的能量限制，高分辨率X射线衍射技术的检测范围通常被约束在10-50um之间，难以对其它尺度缺陷进行识别。
光致发光映射/成像技术能够有效评估碳化硅材料质量，但由于杂质和缺陷能够不等位替换，使得碳化硅光谱极其复杂，难以明确碳化硅中许多PL峰的产生原因，从而无法有效鉴别缺陷与杂质的类型。同时，光致发光映射/成像技术需要通过移动高分辨率X-Y平台才能完成，其测量间距往往被限制在1-20um。
总体而言，以上三种碳化硅缺陷检测技术优缺各异，但都是在特定尺度上工作，或者只能在特定空间对碳化硅制备技术进行二维检测，无法对碳化硅制备技术的多种缺陷进行同步无损检测。
下面结合实施例对本发明提供的材料缺陷检测方法、装置、电子设备及计算机存储介质进行详细描述。
图1为本申请实施例提供的材料缺陷检测装置的结构示意图。参照图1，本申请实施例提供一种材料缺陷检测装置，可以包括：脉冲激光器1、扩束镜4、物镜6、样品台8、超声探头9、三维平移台10、电信号放大器11、工控计算机12、压电陶瓷5；
其中，本实施例中的脉冲激光器1可以为纳秒激光器、皮秒激光器或飞秒激光器，用于发射脉冲激光光束。例如：可以通过纳秒激光器发出波长为532nm的脉冲激光光束。并且，脉冲激光器1发出的脉冲激光光束的脉冲宽度需要小于10纳秒。
本实施例中材料缺陷检测装置还可以包括分束器2与光电二极管3，其中，分束器2放置于脉冲激光器1所射脉冲激光光束的光路上，对入射脉冲激光光束按照一定比例分为两路，例如可以9：1、 10：1、11：1等比例。光电二极管3可以放置于分束器2产生的一路脉冲激光光束的光路上，对入射的脉冲激光光束进行光强标定以实现信号监测，需要说明的是，光电二极管3需放置于分束器2产生的两路脉冲激光光束中比例小的一路脉冲激光光束的光路上。通过对脉冲激光光束进行信号监测，可以确保脉冲激光器1发射的脉冲激光光束是符合要求的，以此确保基于脉冲激光光束进行的缺陷检测的结果的准确性。
扩束镜4设置于脉冲激光光束的光路上，用于将脉冲激光光束调整为准直光束。需要说明的是，扩束镜4需放置于分束器2产生的两路脉冲激光光束中比例大的一路脉冲激光光束的光路上。其中，准直光束是指在小光束发散角之后没有显着改变的光束。
物镜6设置于由扩束镜4调整的准直光束的光路上，用于对准直光束进行聚焦，并将聚焦形成的激光光斑辐射至置放于样品台8上的半导体材料7，使半导体材料7受激发产生机械波。利用聚焦形成的激光光斑辐射半导体材料，激光光斑辐照时，半导体材料7上的聚焦点会产生热应变，引发热弹效应；当脉冲激光光束处于未发射状态时，聚焦点上的能量迅速耗散，恢复原状，基于此，在半导体材料7内部产生机械波。其中，本实施例中半导体材料7可以为碳化硅、硅、氮化镓等，本实施例中不进行具体限定。
超声探头9，用于采集半导体材料7产生的机械波，并对机械波进行模数转换，将模数转换得到的电信号传输至电信号放大器11。
电信号放大器11，用于对超声探头9传输的电信号进行信号放大，并将放大得到的待处理信号传输至工控计算机12。
工控计算机12，用于根据放大得到的待处理信号进行缺陷检测，得到缺陷检测结果。本实施例中缺陷检测结果可以为缺陷类型、缺陷尺寸等缺陷信息中的一项或多项。其中，本实施例中的缺陷类型可以包括但不限于微管、空泡、螺位错、刃位错、基晶面位错等。缺陷尺寸可以为缺陷高度、缺陷宽度、缺陷面积等。其中，工控计算机12 与三维平移台10之间还包括电机控制器13，工控计算机12可以通过电机控制器13控制三维平移台10移动。同时，工控计算机12可以与脉冲激光器1通信连接，并可以控制脉冲激光器1发射脉冲激光光束。并且，工控计算机12可以与压电陶瓷5连接，对压电陶瓷5 进行控制。
三维平移台10，用于移动样品台8，以对样品台8上的半导体材料7进行位置调整。
压电陶瓷5，用于基于工控计算机12的控制调整扩束镜4之间的间距，以调整准直光束的分辨率。
图2为本申请实施例提供的材料缺陷检测方法的流程示意图之一。参照图2，本申请实施例提供一种材料缺陷检测方法，可以包括：
步骤S100，基于检测请求发射脉冲激光光束，并将脉冲激光光束调节为准直光束；
需要说明的是，本实施例中提供的一种材料缺陷检测方法可以应用于上述的材料缺陷检测装置。
本实施例可以先调整检测装置中所有设备为初始参数，并启动设备。将需要进行材料缺陷检测的半导体材料确定为待检测半导体材料，即将放置于样品台8上的半导体材料7确定为待检测半导体材料。
当工控计算机12接收到用户基于工控计算机12发起的指示进行材料缺陷检测的检测请求时，则可以基于其与脉冲激光器1之间的连接关系，控制脉冲激光器1发射脉冲激光光束，例如，本实施例中可以通过纳秒激光器发出波长为532nm的脉冲激光光束。
进一步地，通过位于脉冲激光光束的光路上的分束器2，将脉冲激光光束按照预设的比例分为两路(例如为10：1)，使比例小的一路脉冲激光光束射入光电二极管3，以此检测信号是否满足激光强度，若不满足则需进行调整。以及，使比例大的另一路脉冲激光光束射入扩束镜4，通过扩束镜4将射入的脉冲激光光束调节为准直光束，并使准直光束射入物镜6中。
步骤S200，对准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至待检测半导体材料；
当准直光束射入物镜6后，通过物镜6可以对射入的准直光束进行聚焦以形成激光光斑，并使激光光斑辐射至样品台8上的待检测半导体材料。
步骤S300，接收待检测半导体材料受激光光斑激发产生的机械波，基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果，缺陷检测结果包括缺陷类型、缺陷尺寸中的一项或多项。
在激光光斑辐射至样品台8上的待检测半导体材料后，在激光光斑辐照待检测半导体材料时，激光光斑所在的聚焦点会产生热应变，引发热弹效应，当激光处于未发射状态而使激光光斑消失时，能量迅速耗散，恢复原状，基于此，可以使待检测半导体材料内部产生机械波。
进一步地，通过超声探头9对机械波进行检测，当检测到机械波后，可以通过超声探头9与电信号放大器11对机械波进行采集与数据转换，得到待处理信号并传输至工控计算机12。其中，数据转换包括模数转换与信号放大。
通过工控计算机12对电信号放大器11传输的待处理信号进行图像处理，得到缺陷图像。其中，图像处理可以包括去噪处理、希尔伯特变换、图像重建与图像重构。
在得到缺陷图像后，基于缺陷图像进行图像识别，得到缺陷类型并可以将缺陷类型作为待检测半导体材料的缺陷检测结果，其中，本实施例中的缺陷类型可以包括但不限于微管、空泡、螺位错、刃位错、基晶面位错等。可以理解地，本实施例还可以基于缺陷图像确定缺陷尺寸(例如缺陷的宽度、缺陷的高度、基于缺陷宽度与缺陷高度计算的缺陷面积等)，并将缺陷尺寸与缺陷类型一同作为待检测半导体材料的缺陷检测结果。或者，在缺陷类型检测失败时，输出缺陷尺寸作为待检测半导体材料的缺陷检测结果。需要说明的是，本实施例中还可以将缺陷图像一同作为缺陷检测结果进行输出。
本申请实施例提供的材料缺陷检测方法，基于脉冲激光光束对待检测半导体材料进行照射可以产生机械波，进而可以基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果。由于脉冲激光光束不会对待检测半导体材料产生损害，可以实现待检测半导体材料的无损缺陷检测；同时，基于机械波进行待检测半导体材料的缺陷检测，可以得到精准的缺陷检测结果。因此，可以提高对半导体材料进行缺陷检测的缺陷检测技术的实用性。
并且，相较于化学腐蚀技术、高分辨率X射线衍射技术和光致发光映射/成像技术，本申请一方面具有高效率、无损化、微米量级等检测优点，能够在三维空间获得高分辨率和图像对比度的碳化硅材料形貌，对微管、空泡等不同尺度下的缺陷类型都具有较好的检测结果。
另一方面，一是检测覆盖面广。化学腐蚀技术是一种破坏性检测技术，只能应用于抽样检测，而本技术具有无损检测优点，可用于碳化硅晶圆普检和在线检测。二是检测环境适应性好。高分辨率x射线衍射技术对检测环境要求较高，且操作人员在使用该技术时面临着辐射侵害，而本技术的检测装置是由纳秒激光器、分束器、光电二极管、扩束镜、物镜、超声探头等组成，具有抗电磁干扰、设备成本低的优点，且对操作人员不产生任何辐射影响。三是工艺流程复杂度较低。光致发光映射/成像技术形成的PL图像难以分辨缺陷类型，本申请通过对材料进行激光激发，使得碳化硅和材料里的微管、空泡、位错等缺陷产生响应，激发声子。由于微管与碳化硅特性不同，激发的声子也相应不同。通过对超声机械波振幅进行检测便可分析出缺陷的存在。
本申请可以定位材料缺陷，识别缺陷类型，并根据缺陷图像调整检测分辨率，实现跨尺度三维无损检测。
图3为本申请实施例提供的材料缺陷检测方法的流程示意图之二。参照图3，在一个实施例中，所述基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果，包括：
步骤S301，对机械波进行数据转换，得到待处理信号；
在通过超声探头9接收待检测半导体材料受激光光斑激发产生的机械波后，可以对接收的机械波进行模数转换，将机械波转换为电信号，并进一步对电信号进行信号放大处理，以此得到待处理信号。
进一步地，所述对机械波进行数据转换，得到待处理信号，包括：
步骤S3011，对机械波进行模数转换，得到电信号；
在接收到待检测半导体材料受激光光斑激发产生的机械波后，可以通过超声探头9对接收的机械波进行模拟-数字信号转换，将模拟信号形式的机械波转换为数字形式的电信号，并将转换得到的电信号传输至电信号放大器11。
步骤S3012，对电信号进行信号放大处理，得到待处理信号。
通过电信号放大器11接收超声探头9传输的电信号，并基于其预置的信号放大算法，对电信号进行信号放大处理，将放大处理得到的信号确定为待处理信号并传输至工控计算机12。
步骤S302，对待处理信号进行图像处理，得到缺陷图像；
本实施例可以通过工控计算机12接收电信号放大器11传输的待处理信号，通过工控计算机12对待处理信号进行去噪处理，得到去噪后的待处理信号；对去噪后的待处理信号进行希尔伯特变换，得到变换后的信号；并基于变换后的信号，确定缺陷图像。
进一步地，所述对待处理信号进行图像处理，得到缺陷图像，包括：
步骤S3021，对待处理信号进行去噪处理，得到去噪后的待处理信号；
在得到待处理信号后，本实施例中工控计算机12可以通过VMD 算法对待处理信号进行去噪处理，将处理完成后的信号确定为待处理信号。其中，VMD(Variational ModalDecomposition，变分模态分解) 算法是一种新的时频分析方法，能够将多分量信号一次性分解成多个单分量调幅调频信号，避免了迭代过程中遇到的端点效应和虚假分量问题。该方法能有效处理非线性、非平稳信号。
步骤S3022，对去噪后的待处理信号进行希尔伯特变换，得到变换后的信号；
在得到去噪后的待处理信号后，本实施例可以对去噪后的待处理信号进行希尔伯特变换，更具体可以为将去噪后的待处理信号与 1/(πt)做卷积，由此得到变换后的信号。
步骤S3023，基于变换后的信号，确定缺陷图像。
在得到变换后的信号后，本实施例可以对变换后的信号进行图像重建，得到二维图像，并进一步基于二维图像进行图像重构，得到缺陷图像，以便于根据缺陷图像确定出待检测半导体材料的缺陷检测结果。
进一步地，所述基于变换后的信号，确定缺陷图像，包括：
步骤S30231，对变换后的信号进行图像重建，得到二维图像；
在得到变换后的信号后，本实施例可以对变换后的信号按时序排列，并基于Bscan算法生成各信号对应的矢状面，得到多个二维图像。
步骤S30232，基于二维图像进行图像重构，得到缺陷图像。
在得到各二维图像后，通过对各二维图像进行三维拼接实现图像重构，得到三维图像形式的缺陷图像。
步骤S303，基于缺陷图像，确定待检测半导体材料的缺陷检测结果。
在得到缺陷图像后，本实施例可以对缺陷图像进行图像识别，由此确定缺陷图像中缺陷的缺陷类型作为待检测半导体材料的缺陷检测结果。
进一步地，所述基于缺陷图像，确定待检测半导体材料的缺陷检测结果，包括：
步骤S3031，对缺陷图像进行图像识别；
在得到缺陷图像后，本实施例可以通过图像识别算法对缺陷图像进行图像识别。具体地，本实施例中的图像识别算法可以为深度优先搜索和广度优先搜索相结合。
其中，广度优先搜索是从初始结点开始，应用产生式规则和控制策略生成第一层结点，同时检查目标结点是否在这些生成的结点中。若没有，再用产生式规则将所有第一层结点逐一拓展，得到第二层结点，并逐一检查第二层结点是否包含目标结点。若没有，再用产生式规则拓展第二层结点。如此依次拓展，检查下去，直至发现目标结点为止。如果拓展完所有结点，都没有发现目标结点，则问题无解。
深度优先搜索属于图算法的一种，是一个针对图和树的遍历算法，英文缩写为DFS即Depth First Search。深度优先搜索是图论中的经典算法，利用深度优先搜索算法可以产生目标图的相应拓扑排序表，利用拓扑排序表可以方便的解决很多相关的图论问题，如最大路径问题等等。
需要说明的是，在对缺陷图像进行图像识别时，可能由于图像分辨率较低而导致图像识别失败。
步骤S3032，若图像识别成功，则得到待检测半导体材料的缺陷类型；
若在对缺陷图像进行图像识别后，确定图像识别成功，则可以得到算法输出的缺陷类型，该缺陷类型即为待检测半导体材料的缺陷类型。
步骤S3033，将缺陷类型确定为待检测半导体材料的缺陷检测结果。
在得到待检测半导体材料的缺陷类型后，将待检测半导体材料的缺陷类型确定为待检测半导体材料的缺陷检测结果，并将待检测半导体材料的缺陷检测结果进行输出。
进一步地，所述对缺陷图像进行图像识别之后，还包括：
步骤S3034，若图像识别失败，则调整准直光束的分辨率，得到调整后的准直光束；
若由于缺陷图像的分辨率较低导致图像识别失败，则可以基于缺陷图像确定待检测半导体材料中与缺陷图像对应区域的中心坐标，并通过工控计算机12控制电机控制器，使三维平移台10移动，进一步使待检测半导体材料中与缺陷图像对应区域的中心坐标位于准直光束照射区域的中心。同时，通过控制压电陶瓷5调整两片扩束镜4的间距，对基于扩束镜4形成的准直光束进行分辨率调整，具体可以通过减小两片扩束镜4的间距调高准直光束的分辨率，以提高基于此形成的缺陷图像的分辨率。例如：将检测分辨率调制至100微米级，可以实现对空泡缺陷的检测；将检测分辨率调制至100纳米级，可以实现对微管缺陷的检测；将检测分辨率调制至10微米级，可以实现对螺位错、刃位错等缺陷的检测，以此实现跨尺度检测。
需要说明的是，在调整准直光束的分辨率时，基于调整后的准直光束形成的激光光斑的强度需小于半导体材料的损坏阈值。
步骤S3035，对调整后的准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至基于缺陷图像进行位置调整后的待检测半导体材料；
在调整准直光束的分表率后，通过物镜6对调整后的准直光束进行聚焦，并使聚焦形成的激光光斑辐射至基于缺陷图像进行位置调整后的待检测半导体材料，使得待检测半导体材料受激光光斑辐射产生机械波。
步骤S3036，执行接收待检测半导体材料受激光光斑辐射产生的机械波，基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果的步骤，直至图像识别成功，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果，或执行次数达到预设次数阈值。
进一步地，在使待检测半导体材料受激光光斑辐射产生机械波后，重复执行接收待检测半导体材料受激光光斑辐射产生的机械波，基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果的步骤，具体参见上述接收待检测半导体材料受激光光斑辐射产生的机械波，基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果的步骤的阐述内容，在此不再进行赘述。
在各轮次的执行过程中，若对当前轮次的缺陷图像进行图像识别失败，则再次调整准直光束的分辨率，通过物镜6对调整后的准直光束进行聚焦，并使聚焦形成的激光光斑辐射至基于缺陷图像进行位置调整后的待检测半导体材料，使得待检测半导体材料受激光光斑辐射产生机械波，重新执行一次接收待检测半导体材料受激光光斑辐射产生的机械波，基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果的步骤，直至对当前轮次的缺陷图像进行图像识别成功，则得到待检测半导体材料的缺陷类型，将缺陷类型确定为待检测半导体材料的缺陷检测结果，并可以结束循环，完成待检测半导体材料的缺陷检测。或直至重复执行的次数达到了预先根据实际需求设定的次数阈值，例如10次、20次、30次等，确定待检测半导体材料的缺陷检测失败，可以结束循环，完成待检测半导体材料的缺陷检测。
本实施例可以基于机械波进行缺陷检测，得到待检测半导体材料的缺陷检测结果。基于机械波进行待检测半导体材料的缺陷检测，可以得到精准的缺陷检测结果。因此，可以提高对半导体材料进行缺陷检测的缺陷检测技术的实用性。
通过以上方式，可以解决全域高分辨检测通量不足的问题，也能缩短整体检测时间。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communication Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的计算机程序，以执行材料缺陷检测方法的步骤，例如包括：
基于检测请求发射脉冲激光光束，并将所述脉冲激光光束调节为准直光束；
对所述准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至待检测半导体材料；
接收所述待检测半导体材料受所述激光光斑激发产生的机械波，基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，所述缺陷检测结果包括缺陷类型、缺陷尺寸中的一项或多项。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质为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，所述计算机程序用于使处理器执行上述各实施例提供的方法的步骤，例如包括：
基于检测请求发射脉冲激光光束，并将所述脉冲激光光束调节为准直光束；
对所述准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至待检测半导体材料；
接收所述待检测半导体材料受所述激光光斑激发产生的机械波，基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，所述缺陷检测结果包括缺陷类型、缺陷尺寸中的一项或多项。
所述计算机可读存储介质可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD 等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种材料缺陷检测方法，其特征在于，包括：
基于检测请求发射脉冲激光光束，并将所述脉冲激光光束调节为准直光束；
对所述准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至待检测半导体材料；
接收所述待检测半导体材料受所述激光光斑激发产生的机械波，基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，所述缺陷检测结果包括缺陷类型、缺陷尺寸中的一项或多项。
2.根据权利要求1所述的材料缺陷检测方法，其特征在于，所述基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，包括：
对所述机械波进行数据转换，得到待处理信号；
对所述待处理信号进行图像处理，得到缺陷图像；
基于所述缺陷图像，确定所述待检测半导体材料的缺陷检测结果。
3.根据权利要求2所述的材料缺陷检测方法，其特征在于，所述基于所述缺陷图像，确定所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，包括：
对所述缺陷图像进行图像识别；
若图像识别成功，则得到所述待检测半导体材料的缺陷类型；
将所述缺陷类型确定为所述待检测半导体材料的缺陷检测结果。
4.根据权利要求3所述的材料缺陷检测方法，其特征在于，所述对所述缺陷图像进行图像识别之后，还包括：
若图像识别失败，则调整所述准直光束的分辨率，得到调整后的准直光束；
对调整后的准直光束进行聚焦，使聚焦形成的激光光斑辐射至基于所述缺陷图像进行位置调整后的待检测半导体材料；
执行接收所述待检测半导体材料受所述激光光斑辐射产生的机械波，基于所述机械波进行缺陷检测，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果的步骤，直至图像识别成功，得到所述待检测半导体材料的缺陷检测结果，或执行次数达到预设次数阈值。
5.根据权利要求2所述的材料缺陷检测方法，其特征在于，所述对所述待处理信号进行图像处理，得到缺陷图像，包括：
对所述待处理信号进行去噪处理，得到去噪后的待处理信号；
对去噪后的待处理信号进行希尔伯特变换，得到变换后的信号；
基于变换后的信号，确定缺陷图像。
6.根据权利要求5所述的材料缺陷检测方法，其特征在于，所述基于变换后的信号，确定缺陷图像，包括：
对变换后的信号进行图像重建，得到二维图像；
基于所述二维图像进行图像重构，得到缺陷图像。
7.根据权利要求2所述的材料缺陷检测方法，其特征在于，所述对所述机械波进行数据转换，得到待处理信号，包括：
对所述机械波进行模数转换，得到电信号；
对所述电信号进行信号放大处理，得到待处理信号。
8.一种材料缺陷检测装置，其特征在于，包括：脉冲激光器、扩束镜、物镜、样品台、超声探头、三维平移台、电信号放大器、工控计算机、压电陶瓷；
所述脉冲激光器，用于发射脉冲激光光束；
所述扩束镜设置于所述脉冲激光光束的光路上，用于将所述脉冲激光光束调整为准直光束；
所述物镜设置于所述准直光束的光路上，用于对所述准直光束进行聚焦，并将聚焦形成的激光光斑辐射至置放于所述样品台上的半导体材料，使所述半导体材料受激发产生机械波；
所述超声探头，用于采集所述机械波，并对所述机械波进行模数转换，将模数转换得到的电信号传输至所述电信号放大器；
所述电信号放大器，用于对所述电信号进行信号放大并将放大得到的待处理信号传输至所述工控计算机；
所述工控计算机，用于根据放大得到的待处理信号进行缺陷检测，得到缺陷检测结果；
所述三维平移台，用于移动所述样品台，以对所述样品台上的半导体材料进行位置调整；
所述压电陶瓷，用于调整所述扩束镜之间的间距，以调整准直光束的分辨率。
9.一种电子设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的材料缺陷检测方法的步骤。
10.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质为计算机可读存储介质，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的材料缺陷检测方法的步骤。
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