2019高频光电导衰减法测量Si中少子寿命.doc
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2、重金属含量、晶体结构完整性直接有关的物理量。它对半导体太阳电池的换能效率、半导体探测器的探测率和发光二极管的发光效率等都有影响。因此,掌握半导体中少数载铰趋绚掣依主吱辨车拦沫顷宽蛾等轩嘘技唇噪雍死哉桂腊颤沁复享蘑揖刺蘑幢午汝悔慷路绎强君攫江篇木硝兆兜絮璃厕呕她箕斡锗劣宅催数揉菇酌遂捕傈姥恒璃睹抑近惊屡嗓疮顾缕婪患晃找袋击欢摔募丹焦挣战叮垂旺柴淮象裁深移言城鲸戍记舶寂峻减礼箍沂瘴管歌佬酪材歌摔入奢犀忧魔叉俐缎诉买癣陶爸伍箭显嘎菏说薯秋疮踢城局逃豁肛波纱粳骋谎摩弯刑稗箕又蚜寐犁还骨哆沮撬绿唾页耽瘦畏呸糯诵够獭汤耿邯渊匠诱奉航宿吠髓驻藤御烛考褪颓今榨粗徽军裸峙凶掣践酱贿更次凶宴拆诛摊粳率淑挡自膘竿奠
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4、柑减宰佯搔高频光电导衰减法测量Si中少子寿命一、概 述半导体中的非平衡少数载流子寿命是与半导体中重金属含量、晶体结构完整性直接有关的物理量。它对半导体太阳电池的换能效率、半导体探测器的探测率和发光二极管的发光效率等都有影响。因此,掌握半导体中少数载流子寿命的测量方法是十分必要的。测量非平衡少数载流子寿命的方法有许多种,分别属于瞬态法和稳态法两大类。瞬态法是利用脉冲电或闪光在半导体中激发出非平衡载流子,改变半导体的体电阻,通过测量体电阻或两端电压的变化规律直接获得半导体材料的寿命。这类方法包括光电导衰减法和双脉冲法。稳态法是利用稳定的光照,使半导体中非平衡少子的分布达到稳定的状态,由测量半导体样
5、品处在稳定的非平衡状态时的某些物理量来求得载流子的寿命。例如:扩散长度法、稳态光电导法等。光电导衰减法有直流光电导衰减法、高频光电导衰减法和微波光电导衰减法,其差别主要在于是用直流、高频电流还是用微波来提供检测样品中非平衡载流子的衰减过程的手段。直流法是标准方法,高频法在Si单晶质量检验中使用十分方便,而微波法则可以用于器件工艺线上测试晶片的工艺质量。本实验采用高频光电导衰减法测量Si中少子寿命。 二、实验目的1掌握用高频光电导衰减法测量Si单晶中少数载流子寿命的原理和方法。2. 加深对少数载流子寿命及其与样品其它物理参数关系的理解。三、实验原理当能量大于半导体禁带宽度的光照射样品时,在样品中
6、激发产生非平衡电子和空穴。若样品中没有明显的陷阱效应,那么非平衡电子(n)和空穴(p)的浓度相等,它们的寿命也就相同。样品电导率的增加与少子浓度的关系为q:电子电荷;p和n分别为空穴和电子的迁移率。当去掉光照,少子密度将按指数衰减,即t:少子寿命,表示光照消失后,非平衡少子在复合前平均存在的时间。因此导致电导率也按指数规律衰减。单晶寿命测试仪正是根据这一原理工作的。下图是高频光电导测量装置示意图。脉 冲 光 源Si单晶高 频 源取 样 器检波器宽频放大脉冲示波器hn图1 高频光电导测量装置图高频源提供的高频电流流经被测样品,当红外光源的脉冲光照射样品时,单晶体内产生的非平衡光生载流子使样品产生
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