带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法

本发明涉及到光谱分析领域，尤其涉及到一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法。

背景技术：

1、相较于传统的无机半导体，有机半导体因其特殊结构而拥有许多特有性质，使得其在有机太阳能电池、有机发光二极管、有机效晶体管等领域有着广泛的应用，但在半导体薄膜中由于掺杂物或结构缺陷的存在，材料会存在不同程度分布的自由电子或空穴，从而使得电荷的注入、传输和光子的产生、传播等作用发生于不同的亚层。因此为全面剖析有机材料的性能必须要测量薄膜不同深度处的结构性质。

2、随着半导体行业市场规模的日益扩大，包括高校、研究院所、质检机构在内的一系列科研单位对于材料检测的需求也水涨船高。受限于技术瓶颈，现存的检测方法大都难以全面且准确的把握半导体薄膜材料的结构性能。

3、现有的有机半导体薄膜检测技术仍无法全面准确地获知薄膜内部的结构信息，仍存在较大的改进提升空间，包括如下问题：

4、x射线衍射技术、近红外光谱技术在半导体检测方面应用广泛。只能分析体材料的总体平均性能，无法直接获取微缺陷本身的信息。

5、透射电子显微术只能用于表面形貌与结构分析，无法对半导体内部结构进行检测，存在研发周期长成本高的局限。且由于分析尺度较小，只能用于显微范围内。

6、中子散射分析虽可检测鉴定厚度，但无法检测内部成分。同时，二次离子质谱技术设备价格昂贵，椭圆偏振技术获取的亚层参数精度低。

7、由此，现有的检测技术无法满足有机半导体薄膜内部检测需要——存在数据详尽水平低、检测精度低、检测效率低等问题，如何解决上述问题是现今亟需解决的。

技术实现思路

1、本发明的一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备将刻蚀、检验、分析一体式设计，提升了检测效率。

2、本发明的另一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备通过软等离子刻蚀技术对样品薄膜逐层刻蚀，实现无损刻蚀，并可探测到样品内部的结构信息。

3、本发明的另一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备优化了光学系统，提高了光学进度和光学分辨率。

4、本发明的另一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备通过较为密封的真空腔，使得整个光路检验实现了密闭的真空回路，受外部环境的影响较小。

5、本发明的另一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备可采用六种基本的角分辨光谱测量模式，能更具针对性地测量有机半导体薄膜的不同特质，使得光学检验的进度、分辨率大大提高。

6、本发明的另一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备通过原位获得刻蚀过程中的吸收光谱、荧光光谱和反射光谱的动态变化，在传统的一维光谱基础上加入垂直维度，将光谱展开为二维光谱，检测维度的质变，使得检测进度大大提升，并且刻蚀机每刻蚀一层，光谱仪同步对该层进行检验，并传输该层的数据，利用相应的算法获取材料相关参数特性。

7、本发明的另一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备中一收集系统相较于现有的产品，具有背景参数调试的功能，在一定程度上提高了测量和识别的精准度，并在功能实现上充分考虑到用户需求，可将测得的光谱数据直接以文本格式导出，便于实现对光电场的算法分析。

8、本发明的另一个优势在于提供一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备及其操作方法，所述有机半导体薄膜检测设备于样品刻蚀前后端面设置采集数据用的收集系统，于刻蚀样品的过程中实时传输数据，增加了传输数据的时效性，以便反应细微变化。

9、根据本发明的一方面，本发明提供了一有机半导体薄膜检测设备，所述有机半导体薄膜检测设备适于刻蚀并检测一样品，

10、所述有机半导体薄膜检测设备包括：

11、一输入系统，所述输入系统适于发出光信号；

12、一反应系统，所述样品被放置于所述反应系统以接收光信号；

13、一收集系统，光信号传导至所述收集系统以转化成电信号；

14、一传导系统，所述输入系统、所述收集系统和所述反应系统通过所述传导系统相连接；和

15、一输出系统，所述输出系统电连接于所述收集系统，以接收电信号得到所述样品的内部信息。

16、根据本发明的一个实施例，其中所述反应系统具有一反应腔，所述反应腔提供真空环境，所述样品适于被放置于所述反应腔内进行原位刻蚀和原位检测。

17、根据本发明的一个实施例，其中所述收集系统包括一第一光谱仪和一第二光谱仪，所述第一光谱仪和所述第二光谱仪分别对应电连接于所述输出系统，以实现传输光信号的转化电信号时，拓展成二维光谱。

18、根据本发明的一个实施例，其中所述传导系统包括一反射传导光纤和一线型光纤，所述第一光谱仪通过所述反射传导光纤连接于所述反应系统，所述第二光谱仪通过所述线型光纤连接于所述反应系统，以获取光信号。

19、根据本发明的一个实施例，其中所述反射传导光纤实施为三端接口，所述线型光纤实施为两端接口。

20、根据本发明的一个实施例，其中所述反射传导光纤一端连接于所述输出系统，另一端连接于所述反应系统和所述第一光谱仪，以接收光信号反射的传输路径。

21、根据本发明的一个实施例，其中所述输入系统包括一光源组件和一电源组件，所述光源组件提供光信号输出，所述电源组件提供能源补给，所述电源组件电连接于所述光源组件。

22、根据本发明的一个实施例，其中所述光源组件包括一氙灯和一透镜，所述氙灯提供光信号输出，所述氙灯电连接于所述电源组件，所述透镜对接于所述氙灯，所述氙灯发出的光信号被所述透镜汇聚聚集。

23、根据本发明的一个实施例，其中所述透镜对接于所述反射传导光纤的一端，以输送光信号。

24、根据本发明的另一方面，本发明提供了一种有机半导体薄膜检测设备的实现方法，包括以下步骤：(s11)制备一样品的聚合物薄膜；(s12)调试一输出系统的光谱分析软件测量吸光度；(s13)采用等离子体原位刻蚀光谱对聚合物薄膜进行刻蚀；(s14)得到一系列吸收光谱；(s15)利用吸收光谱得到一系列聚合物薄膜的吸收光谱；和(s16)分析数据并得到所述样品的材质特性。

25、根据本发明的另一方面，本发明提供了一种带有软件模块的有机半导体薄膜检测设备的操作方法，包括以下步骤：(s21)连接光纤，打开光源；(s22)调整光谱参数，使光谱图最大值稳定在设定值内；(s23)调节屏幕，设置背景；(s24)选择光谱模式，放入样品；(s25)直接读取光谱图；和(s26)将光谱图像和数据导出备用。