專利名稱：檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測裝置，特別涉及一種檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置。
背景技術：
參照圖 3，文獻 “P. Rudolph, A. Engel，I. Schentke，A. Grochocki，Journal of Crystal Growth, 1995，147 :297_304”公開了一種檢測 CdTe 以及 CdZnTe 晶體中富 Te 相的裝置，即在普通光學顯微鏡的基礎上進行了改造，該裝置包括照射樣品的光源1、夾持晶體 3的載物臺6、物鏡7、鏡筒4、紅外(XD8以及用于固定光學元件的支撐桿10和底座11。但是由于載物臺6在水平方向無法精確定位，使得觀察的視場有限，通常觀察到的視場小于 2mm2。且不能實現圖像的拼接，不適于測試尺寸較大的晶體。文獻"Xiaowen Zhang, Zenglin Zhao, Pengju Zhang, Rongbin Ji, Quanbao Li, Journal of Crystal Growth. 2009,311 :286 291” 公開了一種檢測晶體中富 Te 相的方法，報道了利用紅外透過顯微鏡觀察CdSiTe晶體中某一截面的紅外透過圖像，并通過統計富Te相顆粒在單位面積內的數量，進而得到其面密度，但是由于缺少厚度方向的精確定位，未能實現分層域聚焦成像，不能進行富Te相顆粒的體密度分析。
發明內容為了克服現有檢測半導體晶體中富Te相的裝置很難獲得尺寸較大的視場，以及不能實現對晶體厚度方向的分層域聚焦成像的缺點，本實用新型提供一種檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置。該裝置通過改變變焦鏡筒的放大倍數實現了視場可調，同時高精度四坐標三維自動平移臺的運用實現對富Te相的體密度觀察。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案一種檢測碲化物半導體晶體中富 Te相的裝置，包括光源1、鏡筒4、載物臺6、物鏡7和紅外(XD8，其特點是還包括透鏡2、濾光片5、光學隔振平臺9和電腦，所述光源1是鹵鎢燈，通過支撐桿固定于光學隔振平臺9的一端，并通過電腦控制光源1的發光強度，光源1前置一透鏡2，改變透鏡2與光源1的距離調節光線的聚焦程度；透鏡2右邊放置濾光片5，并用支撐桿固定于光學隔振平臺9上；所述載物臺6是三維自動平移臺，位于濾光片5右邊，通過支撐桿固定于光學隔振平臺9上， 并與控制電腦相連；所述物鏡7是紅外光物鏡，位于載物臺右邊，并用支撐桿固定于光學隔振平臺9上；紅外CCD8則由支撐桿固定于光學隔振平臺9的另一端，并通過同軸電纜與控制電腦相連，用于紅外光圖像的采集；鏡筒4是變焦鏡筒，物鏡7通過鏡筒4與紅外(XD8連接。本實用新型的有益結果是1、由于該裝置中載物臺采用了定位精度較高的三維自動平移臺，通過調整焦平面的位置，即調節Z軸位置達到沿晶體厚度方向分層域聚焦成像，實現了對富Te相的三維觀察，克服了現有設備僅能分析富Te相的二維分布。[0008]2、由于該裝置中采用變焦鏡筒聯接紅外光物鏡與紅外CCD，克服現有設備視場固定的缺點，視場在336 μ mX 230 μ m至1. 512 μ mX 1. 032 μ m范圍內可調。3、采用該測試方法，根據基于Labview的圖像收集和處理系統實現了對圖片的自動拼接，觀察晶體的最大尺寸為80mmX80mmX50mm。4、采用基于Labview的圖像處理系統，對拼接好的圖片不同灰度區域進行統計， 獲得了富Te相在晶體內三維尺度上尺寸、密度的分布規律。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作詳細說明。
圖1是本實用新型檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置結構示意圖。圖2是實施例2采用該方法獲得的CdSiTe晶體中富Te相密度分布圖。圖3是背景技術檢測CdTe及CdSiTe晶體中富Te相的裝置結構示意圖。圖中，1-光源，2-透鏡，3-晶體，4-鏡筒，5-濾光片，6_載物臺，7_物鏡，8_紅外 CCD, 9-光學隔振平臺，10-支撐桿，11-底座。
具體實施方式
以下實施例參照圖1 3。實施例1 (裝置實施例)本實用新型檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置包括光源1、透鏡2、鏡筒4、濾光片5、載物臺6、物鏡7和紅外(XD8。其中，光源1采用光譜范圍為360 2000nm的鹵鎢燈作為照射晶體3的輻照源，通過支撐桿固定于光學隔振平臺9 的一端，并通過電腦控制光源1的強度。光源1輸出端放置透鏡2，改變透鏡2與光源1的距離，可以調節光線的聚焦程度。透鏡2后放置濾光片5，并用支撐桿固定于光學隔振平臺 9上，用以得到照射樣品的單色光。載物臺6是三維自動平移臺，位于濾光片5后，通過支撐桿固定于光學隔振平臺9上，并與控制電腦相連，用于調整晶體3的位置，其定位精度為士0. OOlmm0位于載物臺6后放置紅外光物鏡7，并用支撐桿固定于光學隔振平臺9上，用于聚焦透過晶體的紅外光。位于紅外光物鏡7后的變焦鏡筒4，用于連接紅外光物鏡7與紅外CCD8。紅外CCD8則由支撐桿固定于光學隔振平臺9上，并通過同軸電纜與控制電腦相連，用于紅外光圖像的采集。實施例2 5是方法實施例。實施例2 檢測尺寸為IOX 10X2mm3的CdSiTe晶體中富Te相顆粒的尺寸、形狀以
及密度。步驟如下(a)打開光源1電源以及紅外CCD8電源，預熱20分鐘，以使得輸出光強穩定，紅外 (XD8成像噪聲以及色差較小，同時選擇波長為980nm的濾光片5。(b)將處理好的CdSiTe晶體3固定于載物臺6上，調節光源1電源輸出電流為 5. 9A，光通量為14501m，水平移動透鏡2的位置，使得紅外(XD8收集到的圖像灰度值在 150。調節載物臺6上X、Y軸以及旋轉R軸的位置，使得光束線垂直照射待測CdSiTe晶體 3。同時調整待測CdSiTe晶體3，紅外光物鏡7，紅外(XD8的中心在一條直線上。(c)啟動載物臺6，調節Z軸的位置，使得紅外(XD8焦平面落在待測CdSiTe晶體 3的中部，同時確保所獲圖像清晰，調節變焦鏡筒4的放大倍數至3，紅外CCD8的單個視圖力/j、為 504ymX344ym。(d)沿X、Y軸以2mm/s速度移動載物臺6，使得紅外(XD8的視場落在晶體的左上角，并記錄此時位置參數，X = 37. 3475，Y = 68. 8437。根據所需觀察晶體的尺寸以及單個視圖的大小確定拼圖所需的行列值分別為20和30，設置載物臺6運動控制參數，總循環次數為30，步驟為先沿X軸運動20次后返回原位再沿Y軸運動一次，參與軸為X、Y軸，運行單位為μ m以及初始位置。(e)設置基于Labview的圖像收集以及處理軟件中的行列值分別為20和30。開始測試時，先運行載物臺6，后啟動圖像采集軟件，運行完畢后先停止載物臺6，軟件自動進行圖像拼接，并將拼好的圖像輸出。對拼好的圖像不同灰度區域進行統計，從圖2可以發現，富Te相顆粒尺寸主要分布在4 10 μ m范圍內，密度在3 7. 5X104/cm3。實施例3 檢測尺寸為IOX 10X2mm3的CdTe晶體中富Te相顆粒的尺寸、形狀以及
密度。步驟如下(a)打開光源1電源以及紅外(XD8電源，預熱20分鐘，以使得輸出光強穩定，紅外 (XD8成像噪聲以及色差較小，同時選擇波長為980nm的濾光片5。(b)將處理好的CdTe晶體3固定于載物臺6上，調節光源1電源輸出電流為6. 4A， 光通量為15501m，水平移動透鏡2的位置，使得紅外(XD8收集到的圖像灰度值達到125。調節載物臺6中X、Y軸以及旋轉R軸的位置，確保光束線垂直照射待測CdTe晶體3。同時調整待測CdTe晶體3，紅外光物鏡7，紅外(XD8中心在一條直線上。(c)啟動載物臺6，調節Z軸的位置參數，使得紅外(XD8焦平面落在待測CdTe晶體3的中部，同時確保所獲圖像清晰，調節變焦鏡筒4的變焦倍數至2，紅外CCD8的單個視圖大小為 798μπιΧ545μπι。(d)沿X、Y軸以2mm/s速度移動載物臺6，使得紅外(XD8的視場落在晶體的左上角，并記錄此時位置參數，X = 37. 3475，Y = 68. 8437。根據所需觀察晶體的尺寸以及單個視圖的大小確定拼圖所需的行列值分別為13和18，設置載物臺6運動控制參數，總循環次數為18，步驟為先沿X軸運動13次后返回原位再沿Y軸運動一次，參與軸為X、Y軸，運行單位為μ m，同時把初始位置給出。(e)設置基于Labview的圖像收集以及處理軟件中的行列值分別為13和18。開始測試時，先運行載物臺6后啟動圖像采集軟件，運行完畢后先停止載物臺6，后進行圖像拼接，并將拼好的圖像輸出。實施例4 檢測尺寸為16X12X2mm3的CdMnTe晶體中富Te相顆粒的尺寸、形狀以
及密度。步驟如下(a)打開中光源1電源以及紅外CCD8電源，預熱30分鐘，以使得輸出光強穩定，紅外(XD8成像噪聲以及色差較小，同時選擇波長為1050nm的濾光片5。(b)將處理好的CdMnTe晶體3固定于載物臺6上，調節光源1電源輸出電流為 6. 4A，光通量為16501m，水平移動透鏡2的位置，使得紅外(XD8收集到的圖像灰度值達到 180。調節載物臺6中X、Y軸以及旋轉R軸的位置參數，確保光束線垂直照射待測CdMnTe 晶體3。同時調整待測CdMnI1e晶體3，紅外光物鏡7，紅外(XD8中心在一條直線上。(c)啟動載物臺6，調節Z軸的位置參數，使得紅外(XD8焦平面落在待測CdMnTe晶體3的中部，同時確保所獲圖像清晰，調節變焦鏡筒4的變焦倍數至1，紅外CCD8的單個視圖大小為 1. 512 μ mX 1. 032 μ m。(d)沿X、Y軸以2mm/s速度移動載物臺6，使得紅外(XD8的視場落在晶體的左上角，并記錄下初始位置，X = 38. 3670，Y = 70. 67M。根據所需觀察晶體的尺寸以及單個視圖的大小確定拼圖所需的行列值分別為11和12，設置載物臺6運動控制參數，總循環次數為18，步驟為先沿X軸運動13次后返回原位再沿Y軸運動一次，參與軸為X、Y軸，運行單位為μ m，同時把初始位置給出。(e)設置基于Labview的圖像收集以及處理軟件中的行列值分別為13和18。開始測試時，先運行載物臺6后啟動圖像采集軟件，運行完畢后先停止載物臺6，后進行圖像拼接，并將拼好的圖像輸出。實施例5 檢測尺寸為IOX 10X2mm3的SiTe晶體中富Te相顆粒的尺寸、形狀以及
密度。步驟如下(a)打開光源1電源以及紅外(XD8電源，預熱30分鐘，以使得輸出光強穩定，紅外 (XD8成像噪聲以及色差較小，同時選擇波長為950nm的濾光片5。(b)將處理好的SiTe晶體3固定于載物臺6上，調節光源1電源輸出電流為6. 1A， 光通量為16501m，水平移動透鏡2的位置，使得紅外(XD8收集到的圖像灰度值為120。調節載物臺6中X、Y軸以及旋轉R軸的位置參數，確保光束線垂直照射待測SiTe晶體3。同時調整待測SiTe晶體3，紅外光物鏡7，紅外(XD8中心在一條直線上。(c)啟動載物臺6，調節Z軸的位置參數，使得紅外(XD8焦平面落在SiTe晶體3 的中部，同時確保所獲圖像清晰，調節變焦鏡筒4的變焦倍數至4. 5，紅外CCD8的單個視圖大小為 336μπιΧ230μπι。(d)沿X、Y軸以2mm/s速度移動載物臺6，使得紅外(XD8的視場落在晶體的左上角，并記錄下初始位置，X = 37. 3475，Y = 68. 8437。根據所需觀察樣品的尺寸以及單個視圖的大小確定拼圖所需的行列值分別為13和18，設置載物臺6運動控制參數，總循環次數為18，步驟為先沿X軸運動13次后返回原位再沿Y軸運動一次，參與軸為X、Y軸，運行單位為μ m，同時把初始位置給出。(e)設置基于Labview的圖像收集以及處理軟件中的行列值分別為13和18。開始測試時，先運行載物臺6后啟動圖像采集軟件，運行完畢后先停止載物臺6，后進行圖像拼接，并將拼好的圖像輸出。除以上實施例外，采用本實用新型提供的檢測裝置檢測了 CrSiTe、In2Te3以及其它類型碲化物半導體晶體中的富Te相，都取得了良好的效果。
權利要求1.一種檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置，包括光源(1)、鏡筒G)、載物臺(6)、 物鏡(7)和紅外CCD(8)，其特征在于還包括透鏡(2)、濾光片(5)、光學隔振平臺(9)和電腦，所述光源(1)是鹵鎢燈，通過支撐桿固定于光學隔振平臺(9)的一端，并通過電腦控制光源⑴的發光強度，光源⑴前置一透鏡O)，改變透鏡⑵與光源⑴的距離調節光線的聚焦程度；透鏡( 右邊放置濾光片(5)，并用支撐桿固定于光學隔振平臺(9)上；所述載物臺(6)是三維自動平移臺，位于濾光片( 右邊，通過支撐桿固定于光學隔振平臺(9) 上，并與控制電腦相連；所述物鏡(7)是紅外光物鏡，位于載物臺右邊，并用支撐桿固定于光學隔振平臺(9)上；紅外CCD(S)則由支撐桿固定于光學隔振平臺(9)的另一端，并通過同軸電纜與控制電腦相連，用于紅外光圖像的采集；鏡筒(4)是變焦鏡筒，物鏡(7)通過鏡筒⑷與紅外C⑶⑶連接。
2.根據權利要求1所述的檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置，其特征在于所述載物臺，其定位精度為士0. 001mm。
專利摘要本實用新型公開了一種檢測碲化物半導體晶體中富Te相的裝置，用于解決現有檢測半導體晶體中富Te相的裝置視場小的技術問題。技術方案是所述光源(1)通過支撐桿固定于光學隔振平臺(9)的一端；所述載物臺(6)是三維自動平移臺，通過支撐桿固定于光學隔振平臺(9)上，并與控制電腦相連；所述物鏡(7)是紅外光物鏡，用支撐桿固定于光學隔振平臺(9)上；紅外CCD(8)通過同軸電纜與控制電腦相連；鏡筒(4)是變焦鏡筒，物鏡(7)通過鏡筒(4)與紅外CCD(8)連接。由于采用變焦鏡筒聯接紅外光物鏡與紅外CCD，擴大了檢測半導體晶體中富Te相裝置的視場。
文檔編號G01N9/24GK202024942SQ20102067138
公開日2011年11月2日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者介萬奇, 何亦輝, 徐亞東, 查鋼強, 王濤, 郭榕榕 申請人:西北工業大學