CN117607108A - 半导体点缺陷的测量系统、测量方法 - Google Patents

Abstract

一种半导体点缺陷的测量系统、测量方法，该测量系统，包括：荧光产生装置，适用于发射探测激光，并将探测激光聚焦至半导体样品表面上的目标区域，激发半导体点缺陷产生目标荧光；单光子成像装置，适用于对激光目标区域内的点缺陷进行荧光成像；点缺陷检测装置，包括：光谱检测单元，适用于检测目标荧光的光谱信息；光子关联测量单元，适用于检测目标荧光的光子统计特性，判断目标荧光是否为单个点缺陷发光。

Description

半导体点缺陷的测量系统、测量方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及半导体点缺陷的测量系统、测量方法。

背景技术

半导体点缺陷包括空位、间隙原子、反位缺陷、多空位、点缺陷与杂质的复合物。点缺陷会在半导体带隙中引入缺陷能级，半导体载流子会有一定的几率被这些缺陷能级俘获，从而对半导体器件性能造成影响。对于高性能电力电子器件、高可靠性通信激光器、耐辐照半导体器件等一些半导体器件，即使数量很少的点缺陷都会对器件造成潜在的影响。目前，常用的半导体点缺陷的测量方法有深能级瞬态谱方法、正电子湮灭谱方法等，这些方法需要做电极或正电子源，而且表征流程比较复杂，同时缺少少量甚至单个点缺陷的表征能力。

发明内容

针对现有技术问题，本发明提出一种半导体点缺陷的测量系统、测量方法。

作为本发明的第一个方面，提供了一种半导体点缺陷的测量系统，包括：

荧光产生装置，适用于发射探测激光，并将所述探测激光聚焦至半导体样品的表面上的目标区域，在所述目标区域内，所述半导体样品表面的点缺陷被所述探测激光激发，产生荧光；

单光子成像装置，适用于对所述目标区域内的点缺陷进行荧光成像；其中，所述荧光产生装置还适用于根据所述目标区域内的点缺陷所成的荧光图像将所述探测激光聚焦至所述目标区域内的目标点缺陷上，以使所述目标点缺陷产生目标荧光；

点缺陷检测装置，包括：

光谱检测单元，适用于检测所述目标荧光的光谱信息；

光子关联测量单元，适用于检测所述目标荧光的光子统计特性。

根据本发明的实施例，所述荧光产生装置包括：

恒温器，适用于放置所述半导体样品且将所述半导体样品的温度保持在恒温状态；

激光器，适用于发射初始激光；

激光调节单元，适用于对所述初始激光的发散角度、功率和方向进行调节，得到所述探测激光；

物镜，适用于对所述探测激光进行聚焦，其中，聚焦后的探测激光照射至所述半导体样品的表面上，所述探测激光在所述半导体样品的表面激发出的荧光又被所述物镜收集；

白光成像单元，适用于对所述半导体样品的表面进行白光成像，以确定所述目标区域的位置。

根据本发明的实施例，所述激光调节单元包括：

第一带通滤光片，适用于对所述初始激光进行滤光；

第一光阑和第二光阑，适用于对所述滤光后的初始激光进行方向准直；

第一透镜，适用于对准直后的初始激光进行聚焦至针孔；

第一针孔，适用于准直后的初始激光进行空间滤波；

第一透镜，适用于将准直后的初始激光进行聚焦至针孔；

第二透镜，适用于对空间滤波后的初始激光进行准直；

其中，通过改变所述第二透镜与所述第一针孔的距离，实现对所述初始激光的发散角度的调节。

根据本发明的实施例，所述荧光产生装置还包括：

双色镜，适用于对所述激光调节单元输出的探测激光进行反射以使反射后的探测激光进入所述物镜，还适用于对所述物镜输出的荧光进行透射。

根据本发明的实施例，所述单光子成像装置包括：

第二带通滤波片，适用于对所述荧光产生装置输出的荧光进行滤波；

单光子CCD相机，适用于对经所述带通滤波片滤波后的荧光进行成像。

根据本发明的实施例，上述测量系统，还包括，

第一反射镜，适用于改变所述荧光产生装置输出的荧光的传输方向，以使所述荧光产生装置输出的荧光进入所述单光子成像装置或者进入所述点缺陷检测装置。

根据本发明的实施例，所述光谱检测单元包括：

单色仪，适用于对所述目标荧光进行分光；

单光子光谱CCD相机，适用于对分光后的所述目标荧光进行探测，以确定所述目标荧光的光谱信息。

根据本发明的实施例，所述光谱检测单元还包括：

长波通滤光片，适用于对所述目标荧光进行滤波，以及阻挡探测激光；

第三透镜，适用于对经所述长波通滤光片滤波后的目标荧光进行聚焦；

第二针孔，适用于对经所述第三透镜聚焦后的目标荧光进行空间滤波；

第一光学屏蔽盒；

第四透镜，设置于所述第一光学屏蔽盒内，适用于对经所述第二针孔空间滤波后的目标荧光进行准直，以使准之后的目标荧光为平行光；

第一光谱仪耦合透镜，设置于所述第一光学屏蔽盒内，适用于将经所述第四透镜准直之后的目标光聚焦至所述单色仪的入射狭缝。

根据本发明的实施例，所述光子关联测量单元包括：

第二光学屏蔽盒；

第二光谱仪耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述单色仪出射狭缝输出的荧光进行准直，得到所述目标荧光；

分束器，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于将所述目标荧光分成第一路荧光和第二路荧光；

第一光纤耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述分束器产生的第一路荧光进行聚焦；

第二光纤耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述分束器产生的第二路荧光进行聚焦；

第一光纤，适用于对所述第一光纤耦合透镜聚焦的第一路荧光进行传输；

第二光纤，适用于对所述第二光纤耦合透镜聚焦的第二路荧光进行传输；

第一光纤耦合器，固定于所述第二光学屏蔽盒的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第一光纤耦合透镜聚焦第一路荧光光斑与所述第一光纤纤芯的对准；

第二光纤耦合器，固定于所述第二光学屏蔽盒的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第二光纤耦合透镜聚焦第二路荧光光斑与所述第二光纤纤芯的对准。

第一光子计数型探测器，适用于对所述第一路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第一电信号；

第二光子计数型探测器，适用于对所述第二路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第二电信号；

第一同轴线，适用于将所述第一电信号传输至所述时间相关单光子计数器的第一端；

第二同轴线，适用于将所述第二电信号传输至所述时间相关单光子计数器的第二端。

时间相关单光子计数器，适用于根据所述第一电信号和所述第二电信号的关联测量检测所述目标荧光是否为单个点缺陷所发出的发光。

作为本发明的第二个方面，还提供了一种半导体点缺陷的测量方法，基于上述的测量系统实现，所述测量方法包括：

利用荧光产生装置发射探测激光，调节所述探测激光，将所述探测激光聚焦至半导体样品的表面的目标区域，在被所述探测激光照射的目标区域内，所述半导体样品表面的点缺陷被所述探测激光激发，产生荧光；

利用单光子成像装置对所述目标区域内的点缺陷进行荧光成像；

根据所述单光子成像装置对点缺陷所成的荧光图像，调节所述探测激光，使所述探测激光聚焦至所述目标区域内的目标点缺陷上，以使所述目标点缺陷产生目标荧光；

利用点缺陷检测装置的光谱检测单元对所述目标荧光的光谱信息检测；

利用点缺陷检测装置的光子关联测量单元检测所述目标荧光的光子统计特性，判断所述目标荧光是否为单个点缺陷发光。

根据本发明的实施例，本发明实施例的时间相关单光子计数器，利用第一电信号和第二电信号的关联测量可以检测目标点缺陷产生的荧光的光子统计特性，当目标点缺陷产生的荧光的光子统计特性表明目标点缺陷产生的荧光为单光子发射时可以判断该目标点缺陷为单个点缺陷。

根据本发明的实施例，由于单光子成像装置、点缺陷检测装置均能对单光子进行检测，因此，本发明实施例的测量系统具有灵敏度高的优点。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的半导体点缺陷的测量系统的光路图。

附图标记说明

1 荧光产生装置

11 恒温器

12 激光器

13 激光调节单元

131 第一带通滤光片

132 中性密度衰减片

133 第一光阑

134 第一透镜

135 第一针孔

136 第二透镜

137 第二光阑

138 第二反射镜

139 第三反射镜

14 物镜

15 白光成像单元

16 双色镜

17 样品扫描及定位装置

2 单光子成像装置

21 第二带通滤波片

22 CCD相机

23 套筒透镜

24 透镜套筒

3 点缺陷检测装置

31 光谱检测单元

311 单色仪

312 单光子光谱CCD相机

313 长波通滤光片

314 第三透镜

315 第二针孔

316 第一光学屏蔽盒

317 第四透镜

318 第一光谱仪耦合透镜

32 光子关联测量单元

32-1 第二光谱仪耦合透镜

32-2 分束器

32-3 第一光纤耦合透镜

32-4 第二光纤耦合透镜

32-5 第一光纤

32-6 第二光纤

32-7 第一光纤耦合器

32-8 第二光纤耦合器

32-9 第二光学屏蔽盒

32-10 第一光子计数型探测器

32-11 第二光子计数型探测器

32-12 第一同轴线

32-13 第二同轴线

32-14 时间相关单光子计数器

4 半导体样品

5 第一反射镜

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了根据本发明实施例提供的半导体点缺陷的测量系统的光路图。

如图1所示，该测量系统包括：荧光产生装置1、单光子成像装置2、点缺陷检测装置3。

荧光产生装置1适用于发射探测激光，并将探测激光聚焦至半导体样品4的表面上的目标区域，在探测激光照射的目标区域内，半导体样品4表面的点缺陷被探测激光激发，产生荧光。单光子成像装置2适用于对目标区域内的点缺陷产生的荧光进行成像。荧光产生装置1根据目标区域内的点缺陷所成的荧光图像将探测激光聚焦至目标点缺陷上，以使目标点缺陷产生目标荧光。

点缺陷检测装置3包括：光谱检测单元31、光子关联测量单元32。光谱检测单元31适用于检测目标荧光的光谱信息。光子关联测量单元32适用于检测目标荧光的光子统计特性。

根据本发明的实施例，第一光子计数型探测器32-10和第二光子计数型探测器32-11应具备单光子探测能力，包括硅、铟镓砷或者超导单光子计数探测器。

根据本发明的实施例，利用单光子成像装置2对目标区域内的点缺陷产生的荧光进行成像采集，可以得到目标区域内点缺陷的面密度及点缺陷的位置信息。因此，荧光产生装置1根据激光目标区域内点缺陷的面密度及点缺陷的位置信息能够将探测激光聚焦至目标点缺陷上。

根据本发明的实施例，本发明实施例的时间相关单光子计数器32-14，利用第一电信号和第二电信号的关联测量可以检测目标点缺陷产生的荧光的光子统计特性，当目标点缺陷产生的荧光的光子统计特性表明目标点缺陷产生的荧光为单光子发射时可以判断该目标点缺陷为单个点缺陷。

根据本发明的实施例，由于单光子成像装置2、点缺陷检测装置3均能对单光子进行检测，因此，本发明实施例的测量系统具有灵敏度高的优点。

根据本发明的实施，荧光产生装置1包括：恒温器11、激光器12、激光调节单元13、物镜14、白光成像单元15。

恒温器11适用于放置半导体样品4且将半导体样品4的温度保持在恒温状态。激光器12适用于发射初始激光。激光调节单元13适用于对初始激光的发射角度、功率和方向进行调节，得到探测激光。物镜14一般为超长工作距离显微物镜。物镜14适用于对探测激光进行聚焦，其中，聚焦后的探测激光照射至半导体样品4的表面上，探测激光在半导体样品4的表面激发出的荧光被物镜14收集。白光成像单元15适用于对半导体样品4的表面形貌进行白光成像，以确定目标区域的位置。

根据本发明的实施例，激光调节单元13包括：第一带通滤光片131、中性密度衰减片132、第一光阑133、第一透镜134、第一针孔135、第二透镜136、第二光阑137。

第一带通滤光片131适用于对初始激光进行滤光。中性密度衰减片132适用于对滤光后的初始激光的功率进行调节。第一光阑133、第二光阑适用于对滤光后的初始激光进行方向准直。第一针孔135适用于对准直后的初始激光进行空间滤波。第一透镜134适用于将准直后的初始激光聚焦至第一针孔135。第二透镜136适用于对空间滤波后的初始激光进行准直。其中，第一透镜134、第一针孔135和第二透镜136组成空间滤波模块，通过改变第二透镜136与第一针孔135的距离，实现对初始激光的发散角度的调节。

根据本发明的实施，荧光产生装置1还包括：双色镜16，双色镜16适用于对激光调节单元13输出的探测激光进行反射，以使反射后的探测激光进入物镜，还适用于对物镜14输出的荧光进行透射。

根据本发明的实施例，单光子成像装置2包括：第二带通滤波片21和单光子CCD相机22。第二带通滤波片21为宽带通滤波片，适用于对荧光产生装置1输出的荧光进行滤波。单光子CCD相机22应具备单光子探测能力，包括硅或铟镓砷科研级高灵敏度制冷CCD相机，一般为行数等于列数的面阵CCD，单光子CCD相机22适用于对经第二带通滤波片21滤波后的荧光进行成像。

根据本发明的实施例，上述测量系统，还包括，第一反射镜5，适用于改变荧光产生装置输出的荧光的传输方向，以使荧光产生装置输出的荧光进入单光子成像装置2或者进入点缺陷检测装置3。

根据本发明的实施例，光谱检测单元31包括：单色仪311、单光子光谱CCD相机312。单色仪311适用于对目标荧光进行分光。单光子光谱CCD相机312应具备单光子探测能力包括硅或铟镓砷科研级高灵敏度制冷CCD相机，一般为行数小于列数的线阵或面阵CCD，单光子光谱CCD相机312适用于对分光后的目标荧光进行探测，以确定荧光的光谱信息。

根据本发明的实施例，光谱检测单元31还包括：长波通滤光片313第三透镜314、第二针孔315、第一光学屏蔽盒316、第四透镜317、第一光谱仪耦合透镜318。

长波通滤光片313适用于对目标荧光进行滤波，以及阻挡探测激光。第三透镜313适用于对经长波通滤光片313滤波后的目标荧光进行聚焦。第二针孔314适用于对经第三透镜聚焦后的目标荧光进行空间滤波。第四透镜317设置于第一光学屏蔽盒316内，适用于对经第二针孔315的目标荧光进行准直，以使准之后的目标荧光为平行光。第一光谱仪耦合透镜318设置于第一光学屏蔽盒316内，适用于将经所述第四透镜317准直后的目标荧光聚焦至单色仪311的入射狭缝。

根据本发明的实施例，光子关联测量单元32包括：第二光学屏蔽盒32-9、第二光谱仪耦合透镜32-1、分束器32-2、第一光纤耦合透镜32-3、第二光纤耦合透镜32-4、第一光纤32-5、第二光纤32-6、第一光纤耦合器32-7、第二光纤耦合器32-8、第一光子计数型探测器32-10、第二光子计数型探测器32-11、第一同轴线32-12、第二同轴线32-13、时间相关单光子计数器32-14。

根据本发明的实施例，第二光谱仪耦合透镜32-1、分束器32-2、第一光纤耦合透镜32-3、第二光纤耦合透镜32-4设置在第二光学屏蔽盒32-9内，第一光纤耦合器32-7、第二光纤耦合器32-8固定于第二光学屏蔽盒32-9外壁。

第二光谱仪耦合透镜32-1，适用于对所述单色仪311出射狭缝输出的荧光进行准直，得到所述目标荧光。分束器32-2设置于第二光学屏蔽盒32-9内，适用于将目标荧光分成第一路荧光和第二路荧光。第一光纤耦合透镜32-3设置于第二光学屏蔽盒内，适用于对第一路荧光进行聚焦。第二光纤耦合透镜32-4设置于第二光学屏蔽盒32-9内，适用于对分束器32-2产生的第二路荧光进行聚焦。

第一光纤32-5适用于对所述第一光纤耦合透镜32-3聚焦的第一路荧光进行传输。第二光纤32-6适用于对所述第二光纤耦合透镜32-4聚焦的第二路荧光进行传输。

第一光纤耦合器32-7，固定于所述第二光学屏蔽盒32-9的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第一光纤耦合透镜32-3聚焦第一路荧光光斑与所述第一光纤32-5纤芯的对准。

第二光纤耦合器32-8，固定于所述第二光学屏蔽盒32-9的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第二光纤耦合透镜32-4聚焦第二路荧光光斑与所述第二光纤32-6纤芯的对准。

第一光子计数型探测器32-10适用于对第一路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第一电信号。第二光子计数型探测器32-11适用于对第二路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第二电信号。第一同轴线32-12适用于将第一电信号传输至时间相关单光子计数器32-14的第一端。第二同轴线32-13适用于将第二电信号传输至时间相关单光子计数器32-14的第二端，时间相关单光子计数器32-14适用于根据第一电信号和第二电信号的关联测量检测目标荧光是否为单个点缺陷发光。。

根据本发明的实施例，单色仪311和单光子光谱CCD相机312组成光谱仪，在光谱仪前、后配置光学屏蔽盒，可以在有室内照明环境下，进行半导体单个点缺陷的光谱测量。

根据本发明的实施例，光谱检测单元31还包括第四反射镜(设置于单色仪内部，图中未示出)，适用于改变在单色仪311内部，被分光后的荧光的传输方向，使得单色仪311分光后的荧光传输至单光子光谱CCD相机312或者单色仪311的出射狭缝。

作为本发明的第二个方面，还提供了一种半导体点缺陷的测量方法，基于上述测量系统实现，测量方法包括：操作S1-操作S8。

在操作S1，利用荧光产生装置1产生探测激光，并将探测激光聚焦至半导体样品4的表面的目标区域，在目标区域内，在半导体样品4表面的点缺陷被探测激光激发，产生荧光。

在操作S2，利用单光子成像装置2对目标区域内的点缺陷进行荧光成像。

在操作S3，根据单光子成像装置2所成的点缺陷荧光图像，调节探测激光，使探测激光聚焦至目标区域内的目标点缺陷上，以使目标点缺陷产生目标荧光。

在操作S4，利用点缺陷检测装置3的光谱检测单元31对目标荧光的光谱信息检测；

在操作S5，利用点缺陷检测装置的光子关联测量单元检测所述目标荧光的光子统计特性，判断所述目标荧光是否为单个点缺陷发光。

根据本发明的实施例，操作S1的具体步骤如下。

半导体样品放置于恒温器11中，恒温器11为低温恒温器。激光器12输出的初始激光的光子能量需大于半导体样品4点缺陷发射光的光子能量。根据激光器12输出的初始激光的波长选择中心波长和带宽合适的第一带通滤光片131对初始激光进行光谱过滤，中性密度衰减片132用于衰减初始激光功率，使得衰减后的激光通常为几十纳瓦到几百微瓦的功率范围。荧光产生装置1还包括第二反射镜138和第三反射镜139。调节第二反射镜138和第三反射镜139使初始激光过两个高度相等的第一光阑133和第二光阑137，进行激光方向准直。第一透镜134、第二透镜136和第一针孔135组成空间光滤波模块，初始激光经第一透镜134聚焦至第一针孔135，透过第一针孔135发散至第二透镜136，改变第二透镜136与第一针孔135之间的距离可以改变初始激光的发射角度。根据激光波长和半导体样品4点缺陷荧光的波长范围，选择合适的双色镜14，对激光调节单元13输出的探测激光进行反射。通过白光成像单元15观察样品表面形貌和目标区域，通过样品扫描及定位装置17调节探测激光照射至半导体样品14表面的目标区域，以激发置于恒温器11中的半导体样品4表面检测目标区域的点缺陷。

根据本发明的实施例，操作S2的具体步骤如下。半导体样品4的点缺陷发射出的荧光依次经过物镜14收集，经双色镜16透射，以及第一反射镜5反射之后经第二带通滤光片21进行光谱过滤，经套筒透镜23聚焦至成像CCD相机22的靶面，套筒透镜23固定在透镜套筒24上。改变第二透镜311与第二针孔312之间的距离，同时观察白光成像单元15，使探测激光照射的目标区域扩大至整个物镜14视场范围，通过中性密度衰减片132衰减探测激光至最小功率(约几十纳瓦)后，成像CCD相机22开始采集点缺陷发射的荧光，通过中性密度衰减片132，逐渐增大探测激光的功率至采集到合适强度的荧光，得到目标区域内半导体样品4的点缺陷面密度及点缺陷的位置信息。

根据本发明的实施例，操作S3的具体步骤如下。

改变第二透镜136与第一针孔135之间的距离，同时观察白光成像单元15，使探测激光的聚焦光斑缩小至衍射极限光斑，通过中性密度衰减片132对激光进行强衰减至点缺陷荧光发射强度水平，移除第二带通滤光片21，观察成像CCD相机22，根据点缺陷的位置信息使探测激光聚焦至目标点缺陷上。

根据本发明的实施例，操作S4的具体步骤如下。

将第一反射镜5移出光路，半导体点缺陷发出的荧光经过物镜14收集，经双色镜16透射，经长波通滤光片313光谱过滤，经第三透镜314聚焦至第二针孔315，透过第二针孔315发散至第四透镜317，经第四透镜317准直后变为平行光，经第一光谱仪耦合透镜318聚焦至单色仪311入射狭缝，经单色仪311分光后，经单光子光谱CCD相机312探测，进行目标点缺陷发射荧光谱测量，得到目标点缺陷的种类、能级分布、电子结构等信息。

根据本发明的实施例，操作S5的具体步骤如下。

目标半导体点缺陷发射的荧光经单色仪311出射狭缝输出后，经第二光谱仪耦合透镜32-1准直为平行光，经分束器32-2分束为强度相近的两路荧光，即第一路荧光和第二路荧光。

第一路荧光经第一光纤耦合透镜32-3耦合至第一光纤32-5的输入端，第二路荧光经第二光纤耦合透镜32-4耦合至第二光纤32-6的输入端，第一光纤32-5、第二光纤32-6的输入端分别固定于第一光纤耦合器32-7、第二光纤耦合器32-8。第一光纤耦合器32-7和第二光纤耦合器32-8的三维空间方向可以调节，第一光纤耦合器32-7用于将第一路荧光的聚焦光斑与第一光纤32-5纤芯精准对准，第二光纤耦合器32-8用于将第二路荧光的聚焦光斑与第二光纤32-6纤芯精准对准。第一路荧光经第一光纤32-5至第一光子计数型探测器32-10将第一子荧光的光子数转换为第一电信号，第二路荧光经第二光纤32-6至第二光子计数型探测器32-11将第一子荧光的光子数转换为第二电信号。

第一电信号经第一同轴线32-12传输至时间相关单光子计数器32-14的start端，第二电信号经第二同轴线32-13传输至时间相关单光子计数器32-14的stop端，相关单光子计数器32-14对第一电信号和第二电信号进行二阶关联函数测量，进而检测目标点缺陷发射的荧光的光子统计特性，若目标点缺陷发射的荧光光为单光子发射则说明该目标点缺陷为单个半导体点缺陷。

根据本发明实施例提供的半导体点缺陷测量方法，具有无损、方便、高效的优点。

根据本发明实施例提供的单光子CCD相机22、单光子光谱CCD相机312和第一光子计数型探测器32-10、第二光子计数型探测器32-11均具有单光子探测能力，因此，本发明实施例的测量系统具有精度高的优点。

以上上述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上上述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体点缺陷的测量系统，包括：

荧光产生装置，适用于发射探测激光，并将所述探测激光聚焦至半导体样品的表面的目标区域，在所述目标区域内，所述半导体样品表面的点缺陷被所述探测激光激发，产生荧光；

单光子成像装置，适用于对所述目标区域内的点缺陷进行荧光成像；其中，所述荧光产生装置还适用于根据所述目标区域内的点缺陷所成的荧光图像将所述探测激光聚焦至所述目标区域内的目标点缺陷上，以使所述目标点缺陷产生目标荧光；

点缺陷检测装置，包括：

光谱检测单元，适用于检测所述目标荧光的光谱信息；

光子关联测量单元，适用于检测所述目标荧光的光子统计特性。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述荧光产生装置包括：

恒温器，适用于放置所述半导体样品且将所述半导体样品的温度保持在恒温状态；

激光器，适用于发射初始激光；

激光调节单元，适用于对所述初始激光的发散角度、功率和方向进行调节，得到所述探测激光；

物镜，适用于对所述探测激光进行聚焦，其中，聚焦后的探测激光照射至所述半导体样品的表面上，所述探测激光在所述半导体样品的表面激发出的荧光被所述物镜收集；

白光成像单元，适用于对所述半导体样品的表面形貌进行白光成像，以确定所述目标区域的位置。

3.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述激光调节单元包括：

第一带通滤光片，适用于对所述初始激光进行滤光；

中性密度衰减片，适用于对滤光后的初始激光的功率进行调节；

第一光阑和第二光阑，适用于对所述滤光后的初始激光进行方向准直；

第一针孔，适用于对准直后的初始激光进行空间滤波；

第一透镜，适用于将准直后的初始激光聚焦至所述第一针孔；

第二透镜，适用于对空间滤波后的初始激光进行准直；

其中，通过改变所述第二透镜与所述第一针孔的距离，实现对所述初始激光的发散角度的调节。

4.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述荧光产生装置还包括：

双色镜，适用于对所述激光调节单元输出的探测激光进行反射以使反射后的探测激光进入所述物镜，还适用于对所述物镜输出的荧光进行透射。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述单光子成像装置包括：

第二带通滤波片，适用于对所述荧光产生装置输出的荧光进行滤波；

单光子CCD相机，适用于对经所述第二带通滤波片滤波后的荧光进行荧光成像。

6.根据权利要求1所述的测量系统，还包括，

第一反射镜，适用于改变所述荧光产生装置输出的荧光的传输方向，以使所述荧光产生装置输出的荧光进入所述单光子成像装置或者进入所述点缺陷检测装置。

7.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述光谱检测单元包括：

单色仪，适用于对所述目标荧光进行分光；

单光子光谱CCD相机，适用于对分光后的所述目标荧光进行探测，以确定所述目标荧光的光谱信息。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其中，所述光谱检测单元还包括：

长波通滤光片，适用于对所述目标荧光进行滤波，以及阻挡所述探测激光；

第三透镜，适用于对经所述长波通滤光片滤波后的目标荧光进行聚焦；

第二针孔，适用于对经所述第三透镜聚焦后的目标荧光进行空间滤波；

第一光学屏蔽盒；

第四透镜，设置于所述第一光学屏蔽盒内，适用于对经所述第二针孔空间滤波后的目标荧光进行准直，以使准之后的目标荧光为平行光；

第一光谱仪耦合透镜，设置于所述第一光学屏蔽盒内，适用于将经所述第四透镜准直之后的目标光聚焦至所述单色仪的入射狭缝。

9.根据权利要求1所述的测量系统，其中，

所述光子关联测量单元单元包括：

第二光学屏蔽盒；

第二光谱仪耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述单色仪出射狭缝输出的荧光进行准直，得到所述目标荧光；

分束器，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于将所述目标荧光分成第一路荧光和第二路荧光；

第一光纤耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述分束器产生的第一路荧光进行聚焦；

第二光纤耦合透镜，设置于所述第二光学屏蔽盒内，适用于对所述分束器产生的第二路荧光进行聚焦；

第一光纤，适用于对所述第一光纤耦合透镜聚焦的第一路荧光进行传输；

第二光纤，适用于对所述第二光纤耦合透镜聚焦的第二路荧光进行传输；

第一光纤耦合器，固定于所述第二光学屏蔽盒的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第一光纤耦合透镜聚焦第一路荧光光斑与所述第一光纤纤芯的对准；

第二光纤耦合器，固定于所述第二光学屏蔽盒的外壁，具备三维空间调节功能，适用于所述第二光纤耦合透镜聚焦第二路荧光光斑与所述第二光纤纤芯的对准；第一光子计数型探测器，适用于对所述第一路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第一电信号；

第二光子计数型探测器，适用于对所述第二路荧光的光子进行计数，并将计数结果转换为第二电信号；

第一同轴线，适用于将所述第一电信号传输至所述时间相关单光子计数器的第一端；

第二同轴线，适用于将所述第二电信号传输至所述时间相关单光子计数器的第二端；

时间相关单光子计数器，适用于根据所述第一电信号和所述第二电信号的关联测量检测所述目标荧光是否为单个点缺陷所发出的荧光。

10.一种半导体点缺陷的测量方法，基于权利要求1-9任一项所述的测量系统实现，所述测量方法包括：

利用荧光产生装置发射探测激光，调节所述探测激光，将所述探测激光聚焦至半导体样品的表面的目标区域，在被所述探测激光照射的目标区域内，所述半导体样品表面的点缺陷被所述探测激光激发，产生荧光；

利用单光子成像装置对所述目标区域内的点缺陷进行荧光成像；

根据所述单光子成像装置对点缺陷所成的荧光图像，调节所述探测激光，使所述探测激光聚焦至所述目标区域内的目标点缺陷上，以使所述目标点缺陷产生目标荧光；

利用点缺陷检测装置的光谱检测单元对所述目标荧光的光谱信息检测；

利用点缺陷检测装置的光子关联测量单元检测所述目标荧光的光子统计特性，判断所述目标荧光是否为单个点缺陷发光。