[发明专利]测量VCSEL器件多层膜元素扩散的样品制备方法以及检测方法

说明书

本发明涉及材料样品检测技术领域，尤其涉及测量VCSEL器件多层膜元素扩散的样品制备方法以及VCSEL器件多层膜元素扩散的检测方法。测量VCSEL器件多层膜元素扩散的样品制备方法，包括以下步骤：从VCSEL器件中切取含有目标膜层的待测块并将待测块周围的氮化硅介质层去除；待测块向目标膜层方向削薄，直到距离目标膜层100‑500纳米，削薄后得到的待测面平整且待测面与目标膜层平行；得到的待测块的待测面用于TOF‑SIMS分析。该方法提供的制样可使小样品待测面在水平状态；消除边缘效应；消除VCSEL环形电极以及器件表面凸凹结构的影响。可以保证深度分析所需的主束流和溅射束流双束流的准直必须的要求，得到正确的深度分析信号。

技术领域

本发明涉及材料样品检测技术领域，尤其涉及测量VCSEL器件多层膜元素扩散的样品制备方法以及VCSEL器件多层膜元素扩散的检测方法。

背景技术

VCSEL(Vertical-cavity surface-emitting laser，垂直腔面发射激光器)是一种半导体，该器件尺寸很小(出光孔20μm)，而其本身是被氮化硅围绕着的柱状体。这种器件用二次质谱分析有效的介质及目标膜层已经非常困难，其深度分析因需要双束准直更加困难，非常少看到VCSEL器件本身用深度分析的成功案例。另外VCSEL表面凸凹不平，而且有环形电极存在表面，加重了二次离子探测效率问题，所以一直没有特别有效的方法。但研究其多层膜原子扩散表征又非常需要二次离子质谱这样到ppm或者ppb量级灵敏度的技术，所以这方面技术的发展非常重要。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一方面在于提供一种测量VCSEL器件多层膜元素扩散的样品制备方法，包括以下步骤：

从VCSEL器件中切取含有目标膜层的待测块并将所述待测块周围的氮化硅介质层去除；

所述待测块向所述目标膜层方向削薄，直到距离所述目标膜层100-500纳米，削薄后得到的待测面平整且所述待测面与所述目标膜层平行；

得到的所述待测块的所述待测面用于TOF-SIMS分析。

本发明提供的测量VCSEL器件多层膜元素扩散的样品制备方法，将含有目标膜层的待测块切出，并将待测块周围的氮化硅介质层去除，然后经过削薄，使得待测面平整、靠近目标膜层，即获得用于TOF-SIMS分析的样品。这样的制样可使小样品待测面在水平状态；消除边缘效应；消除VCSEL环形电极以及器件表面凸凹结构的影响。可以保证深度分析所需的主束流和溅射束流双束流的准直必须的要求，得到正确的深度分析信号。

进一步地，从VCSEL器件中切取含有目标膜层的待测块包括以下步骤：

取VCSEL器件的金属环外围切线的至少一边沿预定角度切割四边至N-DBR层深度，得到分离的所述待测块。

进一步地，从VCSEL器件中切取含有目标膜层的待测块包括以下步骤：

取VCSEL器件的金属环外围切线的四边沿第一预定角度切割至N-DBR层深度，得到暴露侧面的未分离的待测块；

其中，在两个相对的侧面上，以与侧面呈第二预定角度进行FIB切割，得到底部呈倒三角形的分离的待测块。

进一步地，将分离的待测块提取出来并固定在载网上；

固定有所述待测块的载网放在平面样品台，改变所述待测块与所述载网的位置关系，所述待测块反向固定在载网上；

反向固定在载网上的待测块从所述N-DBR层向所述目标膜层方向削薄。

进一步地，固定有所述待测块的载网放在平面样品台后，先将所述分离的待测块的倒三角形部分切除，然后改变所述待测块与所述载网的位置关系，所述待测块反向固定在载网上；