，势皇区内电子的等效弛豫频率为45X0. 84X 108Hz = 3. 78X 109Hz，而半导体芯层内 电子等效弛豫频率为〇. 84 X IO7Hz ;
[0067] 步骤10、ε ^ _f曲线上高频端的转折点频率为1.03X IO5Hz,势皇厚度依据模量 谱进行测量，具体方法如下：
[0068] 模量谱低频、高频平台分别对应于Ic1/ ε ' "、k2/ ε '
[0069] 其中，kp k2分别代表表面势皇区、表面势皇形成后单晶内部半导芯层厚度与单晶 总厚度之比；ε ' "为单晶高频介电常数；
[0070] 通过介电频谱能直接读出ε '"= 15,经计算得到0. 02,k2~ 1，通过模量谱 低频平台数值计算得到势皇区厚度为16 μ m ;
[0071] 步骤11、ε ' -f曲线上低频端饱和区转折点频率为5. 07Hz，对应于电子恰好跨越 半导体芯层所需要的时间，根据5. 07Hz Xd2= 0. 84 X IO7HzXO. 52nm，经计算得到半导体芯 层厚度为d2= 0. 86mm ;
[0072] 由于势皇区厚度与整个单晶厚度相比是能够忽略的，得到单晶厚度为d = 0. 86mm ；
[0073] 单晶厚度实际值为0. 8mm，测量值与实际值相差很小。
[0074] 本发明第二种技术方案的特点还在于：
[0075] 步骤2具体按照以下方法实施：
[0076] 在-140 °C~20 °C温度范围内，每20 °C测试一次介电特性，通过不同温度下的 ε ' _f、ε " _f曲线，获得低频电导?目息和尚频弛豫?目息；
[0077] 通过V -f、m" -f曲线对低频电导和高频弛豫信息进行确认；
[0078] 通过Z' _f、z" _f曲线获得非均匀各部分的阻抗参数；
[0079] 其中，ε '、ε "分别为电容率的实部与虚部；
[0080] 、m"分别为电模量的实部与虚部；
[0081] 、z"分别为电阻抗的实部与虚部。
[0082] 步骤5具体按照以下方法实施：
[0083] m' -f曲线随测试频率的升高依次出现两个平台区，低频上升区呈线性，且斜率 为1.8,对应于直流电导过程；
[0084] m" -f曲线存在两个弛豫峰，其中低频峰对应于直流电导的赝极化，高频峰对应 于介电弛豫过程；根据Arrhenius算法，经过计算得到高频介电弛豫的活化能为0. 34eV，与 电容率谱的结果一致。
[0085] 步骤6具体按照以下方法实施：
[0086] 随着频率的下降，z' _f曲线中存在两个台阶式上升区域，其中低频平台高度为 146 Ωηι，高频平台高度为14. 2 Ωηι ;
[0087] 由于表面存在肖特基势皇，低频平台和高频平台分别对应于低频区和高频区单晶 的平均电阻率；根据Arrhenius算法，经过计算得到高频电阻率、低频电阻率的活化能分别 为 0· 35eV 和 0· 34eV ;
[0088] 经对比得到：高频电阻率、低频电阻率的活化能非常接近，起源于相同的微观机 制。
[0089] 步骤7具体按照以下方法实施：
[0090] 若外施交变电场的频率过高，以至于电子难以跨越单个晶胞，则电荷输运就表现 为介电弛豫过程；
[0091] 若外施电场频率适中，电子能跨越单个晶胞，但难以跨越整个晶粒，则电导效应随 着频率的下降而逐渐增强，直至外施电场足够低以至于电子可以跨越整个晶粒，此时主要 表现为电导过程，而且电荷输运的介电弛豫效应也达到了饱和。
[0092] 本发明的有益效果在于：
[0093] (1)通过本发明用于ZnO单晶物理参数的无损检测方法能同时获得弛豫时间、弛 豫频率、弛豫活化能等多种信息。
[0094] (2)本发明用于ZnO单晶物理参数的无损检测方法，其测试结果准确性可传统的 I-V特性方法想比拟，同时还能实现多参数测量，兼具I-V特性方法和C-V特性方法的优点。
[0095] (3)本发明用于ZnO单晶物理参数的无损检测方法具有操作简便、无损及误差小 的优点。
【附图说明】
[0096] 图1是本发明的无损检测方法中表面溅射Au电极的ZnO单晶的^ -f曲线；
[0097] 图2是本发明的无损检测方法中表面溅射Au电极的ZnO单晶的ε " -f曲线；
[0098] 图3是本发明的无损检测方法中表面溅射Au电极的ZnO单晶的V -f曲线；
[0099] 图4是本发明的无损检测方法中表面溅射Au电极的ZnO单晶的m" -f曲线；
[0100] 图5是本发明的无损检测方法中表面溅射Au电极的ZnO单晶的^ -f曲线；
[0101] 图6是本发明的无损检测方法中表面溅射Au电极的ZnO单晶的z" -f曲线。
【具体实施方式】
[0102] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0103] 本发明用于ZnO单晶物理参数的无损检测方法，具体按照以下步骤实施：
[0104] 步骤1、在30°C~140°C的温度范围内，每隔10°C~20°C测量一次介电频谱，频率 范围为IHz~IO 7Hz ;
[0105] 外加的交流电幅值为IV，半周期平均值为0. 9V。
[0106] 步骤2、分别采用电容率谱、电模量谱、电阻抗谱来表征表面溅射Au电极的ZnO单 晶（待测材料）的介电特性，具体方法如下：
[0107] 在-140 °C~20 °C温度范围内，每20 °C测试一次介电特性，通过不同温度下的 ε ' -f、ε " -f曲线，如图1及图2所示，获得低频电导信息和高频弛豫信息；
[0108] 如图3及图4所示，通过m' -f、m" -f曲线对低频电导和高频弛豫信息进行确 认；
[0109] 如图5及图6所示，通过Z' -f、Z" -f曲线获得非均匀各部分的阻抗参数；
[0110] 其中，ε '、ε "分别为电容率的实部与虚部；
[0111] 、m"分别为电模量的实部与虚部；
[0112] 、z"分别为电阻抗的实部与虚部。
[0113] 由图1可知：随测试频率的变化^出现两个台阶，表明存在两种介电弛豫过程； 图2中仅高频区存在一个介电损耗峰，而低频区介电损耗以近似于-1的斜率下降，表明高 频区以介电弛豫过程为主，而低频区以直流电导过程为主，且直流电导过程具有一定的介 电弛豫效应。介电弛豫活化能为0. 34eV，与直流电导活化能一致，如图5所示，可见高频介 电弛豫过程和低频直流电导过程对应于同一个微观机制。
[0114] 由图3可知：随测试频率的变化m'存在两个台阶，低频台阶线性上升区的斜率为 1.8,接近于理论值2,证实低频区以直流电导过程为主，但具有一定的介电弛豫效应；在图 4中m"依次出现两个损耗峰，证实低频区为直流电导引入的赝极化，而高频区为真正的介 电弛豫过程。
[0115] 在图5中Z'随频率的变化存在两个台阶，低频平台对应于晶粒和耗尽层直流阻 抗和的平均电阻率，高频区对应于晶粒阻抗的平均电阻率。在图6中，两个弛豫峰下降区的 斜率均为-〇. 99,接近于理论值-1，表明高低频的介电弛豫过程为类Debye弛豫。
[0116] 步骤3、将步骤2中的表面溅射Au电极的ZnO单晶作为模型材料，基于半导体与金 属电极之间存在肖特基势皇，表面溅射Au电极的ZnO单晶就是一个非均匀的材料体系或等 效为放大了的背靠背肖特基二极；
[0117] 米用表面派射Au电极的ZnO单晶的最大好处在于：
[0118] 单晶尺寸能够精确测量，并能以该测量值作为标准检验本发明的无损检测方法的 可靠性；本发明的无损检测方法中描述了对表面溅射Au电极的ZnO单晶物理尺寸和物理参 数进行检测，需要说明的是该方法同样适用于其他非均匀半导体材料或具有壳心结构半导 体器件的物理尺寸与物理参数的测量。
[0119] 步骤4、如图2所示，ε " -f曲线高频区存在一个损耗峰，低频区存在直流电导引 起的线性下降区，结合Arrhenius算法，经计算得到高频弛豫的活化能为0. 34eV ;
[0120] Arrhenius-般指化学动力学中用于描述反应活化能、温度、反应速率常数之间关 系的方程式，其中使用的Arrhenius算法特指介电弛豫过程中弛豫时间与测试温度之间的 关系式，其算法具体如下：
【主权项】
1. 用于ZnO单晶物理参数的无损检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施： 步骤1、在30°C~140°C的温度范围内，每隔10°C~20°C测量一次介电频谱，频率范围 为1Hz~107Hz ;外加的交流电幅值为IV，半周期平均值为0. 9V ; 步骤2、分别采用电容率谱、电模量谱、电阻抗谱来表征表面溅射Au电极的ZnO单晶的 介电特性； 步骤3、将步骤2中的表面溅射Au电极的ZnO单晶作为模型材料，基于半导体与金属电 极之间存在肖特基势皇，表面溅射Au电极的ZnO单晶是一个非均匀的材料体系或等效为放 大了的背靠背肖特基二极； 步骤4、e " -f曲线高频区存在一个损耗峰，低频区存在直流电导引起的线性下降区， 结合Arrhenius算法，经计算得到高频弛豫的活化能为0. 34eV ; 步骤5、采用电模量谱对表面溅射Au电极的ZnO单晶的介电特性进行进一步确认； 步骤6、采用阻抗谱获得非均匀各部分阻抗的频率特性； 步骤7、基于点缺陷弱束缚电子跳跃电导的介电弛豫效应理论，高频介电弛豫和低频直 流电导均起源于弱束缚电子的输运过程，测试频率的高低决定了弱束缚电子的跳跃尺度； 步骤8、直流电导引入的赝极化，其等效弛豫时间具体如下： T〇= e〇e〇" /r ; 相应的弛豫频率具体表示如下： f〇= 1/2 JIt〇= y/2 31 e 〇 e " ； 根据阻抗谱获得的晶粒电阻率计算得到均匀单晶