[发明专利]振幅调制静电力显微术测量电学特性的方法及装置

说明书

本公开实施例公开了的振幅调制静电力显微术测量电学特性的方法及装置，利用振幅调制交流电压作为激励电压，且振幅调制交流电压包括调制信号和载波信号，而载波信号的频率的可调节范围较大，也即，可以对探针施加不同频率的激励电压，也就可以获得不同激励频率下样品的电学特性，也即，可以使得获取的样品的电学特性更加全面。

技术领域

本公开实例涉及扫描探针技术领域，尤其涉及振幅调制静电力显微术测量电学特性的方法及装置。

背景技术

随着科学技术的发展，出现了各类新型材料，而为了获得各类材料的电学特性，需要使用静电力显微术确定各类材料的电学特性。例如，半导体样品中载流子类型和载流子浓度相关的信息。

现有技术中的静电力显微技术有很多，例如，开尔文显微术(scanning Kelvinprobe microcopy，SKPM)，双偏压调制的静电力显微术(Dual Bias ModulationElectrostatic Force Microscopy)，高次谐振的静电力显微术(multi harmonic EFM，MH-EFM)等。

这些技术可以通过两次扫描确定样品的样貌以及电学特性，例如，第一次扫描可以获得样品的形貌，第二次扫描可以获得样品的电学特性。而在获得样品的电学特性的过程中，通常是在探针上施加直流电压和/或交流电压，分析探针与样品间的静电力对探针振动振幅和频率的影响，得到样品的电学性质。

发明内容

提供该公开内容部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该公开内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

本公开实施例提供了振幅调制静电力显微术测量电学特性的方法及装置，可以获得不同激励频率下样品的电学特性，从而可以使得获取的样品的电学特性更加全面。

第一方面，本公开实施例提供了一种振幅调制静电力显微术测量电学特性的方法，包括：响应于检测到针对样品的电学特性的检查指令，向探针施加振幅调制交流电压，其中，上述振幅调制交流电压包括调制信号、载波信号，电学特性至少包括以下任一：载流子浓度、电导率、介电常数；基于上述调制信号在预设频率处上述探针的振幅和相位，确定上述样品的电学特性。

结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述预设频率等于上述调制信号的2倍频率。

结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述基于上述调制信号在预设频率处上述探针的振幅和相位，确定上述样品的电学特性，包括：确定在上述调制信号在预设频率处，上述探针所受到的静电力；基于上述静电力和上述预设频率，确定上述样品的电学特性。

结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述基于上述静电力和上述预设频率，确定上述样品的电学特性，包括：根据上述静电力和上述预设频率，确定上述探针和上述样品之间的复电容梯度；根据上述复电容梯度确定上述样品的局域阻抗；基于上述局域阻抗，确定上述样品的电学特性。

结合第一方面的实施例，在一些实施例中，通过如下方式确定上述调制信号的频率：获取上述探针的共振频率；根据上述探针的共振频率，确定上述调制信号的频率。

结合第一方面的实施例，在一些实施例中，根据上述样品的共振频率，确定上述调制信号的频率，包括：将上述探针的1/2共振频率确定为上述调制信号的频率。

结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述获取上述样品的共振频率，包括：将上述探针的1/2一阶共振频率确定为上述调制信号的频率。