少子寿命是半导体材料和器件的重要参数(精)

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少子寿命计算公式

少子寿命计算公式

少子寿命计算公式少子寿命是半导体物理中的一个重要概念,它对于理解和优化半导体器件的性能具有关键作用。

在这,咱就来好好聊聊少子寿命的计算公式。

咱先说说啥是少子寿命。

在半导体中,多数载流子叫多子,少数载流子就叫少子。

少子寿命呢,简单说就是少子从产生到消失所经历的平均时间。

这时间长短可太重要啦,直接影响着半导体器件的工作效率和稳定性。

那少子寿命咋算呢?常见的计算公式有好几种。

比如说,通过瞬态光电导衰减法,公式可以写成:τ = 1 / (Δn / Δt) ,这里的τ就是少子寿命,Δn 是少子浓度的变化量,Δt 是时间的变化量。

还有一种叫表面复合速度法,这时候公式就变成了:τ = L² / D ,其中 L 是样品的厚度,D 是少子的扩散系数。

给您举个例子吧。

有一回,我在实验室里带着几个学生做实验,研究一个硅片的少子寿命。

我们按照实验步骤,先给硅片加上特定的光照,产生了少子。

然后用精密的仪器测量少子浓度随时间的变化。

那真是个紧张又兴奋的过程,大家眼睛都紧紧盯着仪器屏幕上的数据跳动。

其中一个学生,叫小李,特别认真,手里拿着笔不停地记录。

结果算出来的少子寿命和预期的不太一样。

我们就一起从头开始检查实验步骤,发现是测量少子浓度的时候,有个仪器的参数设置错了。

重新调整后再做,终于得到了准确的数据。

那时候,大家脸上都露出了开心的笑容。

通过这个例子您能看出来,计算少子寿命可不是个简单的事儿,实验过程中的每一个环节都得特别仔细,稍有差错,结果就可能差之千里。

再说说在实际应用中,少子寿命的计算对半导体器件的设计和制造那可是意义重大。

比如在太阳能电池里,要是能准确算出少子寿命,就能优化电池结构,提高光电转换效率,让太阳能电池更给力。

总之,少子寿命的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱认真学习,多做实验,多积累经验,就能把它掌握好,为半导体领域的发展贡献一份力量。

希望通过我上面的这些讲解,能让您对少子寿命的计算公式有个更清楚的认识。

少子寿命概念

少子寿命概念

少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。

它直接反映了材料的质量和器件特性。

能够准确的得到这个参数,对于半导体器件制造具有重要意义。

少子,即少数载流子,是半导体物理的概念。

它相对于多子而言。

半导体材料中有电子和空穴两种载流子。

如果在半导体材料中某种载流子占少数,导电中起到次要作用,则称它为少子。

如,在 N型半导体中,空穴是少数载流子,电子是多数载流子;在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。

多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子,当它顶替晶格中的四价硅原子时,每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合,而余下的一个就不受共价键束缚,它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。

出于该电子不是共价键中的价电子,因而不会同时产生空穴。

而对于每个五价元素原子,尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子,但它束缚在晶格中,不能象载流子那样起导电作用。

这样,与本征激发浓度相比,N型半导体中自由电子浓度大大增加了,而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大,其浓度反而更小了。

少子浓度主要由本征激发决定,所以受温度影响较大。

香港永先单晶少子寿命测试仪 >> 单晶少子寿命测试仪编辑本段产品名称LT-2单晶少子寿命测试仪编辑本段产品简介少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数,它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响.我们采用微波反射光电导衰减法研制了一台半导体材料少子寿命测试仪,本文将对测试仪的实验装置、测试原理及程序计算进行了较详细的介绍,并与国外同类产品的测试进行比较,结果表明本测试仪测试结果准确、重复性高,适合少子寿命的实验室研究和工业在线测试.技术参数:测试单晶电阻率范围>2Ω.cm少子寿命测试范围10μS~5000μS配备光源类型波长:1.09μm;余辉<1 μS;闪光频率为:20~30次/秒;闪光频率为:20~30次/秒;高频振荡源用石英谐振器,振荡频率:30MHz前置放大器放大倍数约25,频宽2 Hz-1 MHz仪器测量重复误差<±20%测量方式采用对标准曲线读数方式仪器消耗功率<25W仪器工作条件温度: 10-35℃、湿度 < 80%、使用电源:AC 220V,50Hz可测单晶尺寸断面竖测:φ25mm—150mm; L 2mm—500mm;纵向卧测:φ25mm—150mm; L 50mm—800mm;配用示波器频宽0—20MHz;电压灵敏:10mV/cm;LT-2型单晶少子寿命测试仪是参考美国 A.S.T.M 标准而设计的,用于测量硅单晶的非平衡少数载流子寿命。

P型4H-SiC少数载流子寿命的研究

P型4H-SiC少数载流子寿命的研究

P型4H-SiC少数载流子寿命的研究高冬美;陆绮荣;韦艳冰;黄彬【摘要】为了更好地了解P型4H-SiC的电学特性,评价其晶体质量,利用激光和微波技术作为非接触、非破坏性测量半导体特性的一种工具,详细描述了该测试方法和实验装置,讨论了高温退火前后晶片中少数载流子寿命的变化,并用LabVIEW对测试数据进行了拟合.结果表明:高温退火能提高载流子寿命,并且实验数据与拟合结果较符合.说明了微波光电导衰减法(μ-PCD)是一种测试少子寿命的快速、有效方法,对研究半导体材料性能具有重要意义;同时,研究高温退火条件下少子寿命的变化,对提高其材料的电性能也具有重要意义.%To better understand the P-type 4H-SiC electrical properties and evaluate the crystal qualities, laser and microwave techniques were studied as tools for non-conductive and nondestructive characterization for semiconductors, and the testing methods and experimental equipment were also described in detail. The lifetime changes of minority carrier before and after annealing were discussed, and the testing data were fitted by Lab VIEW. The results show that high-temperature annealing can increase the minority carrier lifetime of the crystal, and the experimental data and fitting results are in good agreement. Therefore, microwave photoconductive decay method is convenient and efficient for measuring minority carrier lifetime, which is significant to examine the properties of SiC materials. The study of carrier lifetime change under high -temperature annealing is also significant to improve the electrical properties of silicon carbide materials.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2012(038)001【总页数】3页(P19-21)【关键词】半导体技术;少子寿命;微波光电导衰减;高温退火;LabVIEW 系统【作者】高冬美;陆绮荣;韦艳冰;黄彬【作者单位】桂林理工大学机械与控制工程学院,广西桂林541004;桂林理工大学现代教育技术中心,广西桂林541004;桂林理工大学机械与控制工程学院,广西桂林541004;桂林理工大学机械与控制工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】O472;TM930.1140 引言由于其突出的化学和热稳定性,优良的热电导率和高击穿场,碳化硅突破了以硅为基础的技术理论局限性,已成为高功率微波器件和高压开关设备的重要物质基础。

少子寿命测试方法

少子寿命测试方法

合部分与过剩载流子浓度的关系不是简单的线性关
系, 而从( 2) 中可以知道, Joe 与过剩载流子浓度成线 性关系, 因此可以通过在不同的载流子浓度下测试
少子有效寿命的方法来得到 Joe 的值, 这种方法在高 注入情况下尤其有效。
当片子在只有一面扩散( 通过饱和电流密度 Joe 来表征) , 而另外一面没有进行扩散( 通过表面复合
了材料的电导随着光照的变化。利用光电导测量少
子寿命的方法有几种。所有的技术都是无接触的, 工
作原理就是光激发产生过剩载流子, 这些过剩载流
子在样品的暗电导基础上产生额外的光电导, 载流
子浓度的变化导致了半导体的电导 σ的变化:
ΔσL=( μnΔn+μpΔp) qW=qΔn( μn+μp) W
( 3)
态光电导方法( QSSPC) :
τeff = G(
Δn( t) -
t) "Δn
( 6)
"t
QSSPC 包含了以上两种 PCD 方法的优点, 特别是它
可以非常准确地测试短和长寿命。实际上, 瞬态和稳
态 PCD 是两个光电导随着时间衰减的特殊例子, 是
可以应用于载流子寿命独立于光脉冲宽度情况下的
分析方法。瞬态和准稳态方法常用在测试半导体的
图 1 微波反射测试系统示意图
假设光注入处于小注入时, 认为测量得到的微
波反射信号正比于样品电导率, 对微波反射功率 P
与电导 σ之间的关系进行一级泰勒级数展开:
样品的有效寿命的表达式[1]:
1 - 1 = 1 + Sfront +Sback
τ τ τ eff
intrinsic
SRH

( 1)
式 中 , τeff 为 有 效 寿 命 , τintrinsic 为 体 硅 材 料 的 本 征 寿

少子寿命实验报告

少子寿命实验报告

一、实验目的1. 了解光电导法测试少数载流子寿命的原理。

2. 熟练掌握LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪的使用方法。

3. 测量非平衡载流子的寿命。

二、实验原理少子寿命是指半导体材料中少数载流子的平均生存时间。

在半导体器件中,少数载流子的寿命对器件的性能具有重要影响。

光电导衰减法是测量少数载流子寿命的一种常用方法。

其原理是在样品上施加一定频率的高频电场,使样品中的载流子产生振荡,从而产生光电导现象。

通过测量光电导衰减曲线,可以计算出少数载流子的寿命。

三、实验仪器与材料1. 仪器:LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪、样品测试夹具、示波器、信号发生器、频率计、稳压电源等。

2. 材料:样品(如硅单晶、锗单晶等)、光注入源、腐蚀液、钝化液等。

四、实验步骤1. 准备样品:将样品进行清洗、切割、抛光等处理,使其表面光滑、平整。

2. 设置实验参数:根据样品类型和测试要求,设置合适的测试频率、测试时间等参数。

3. 连接仪器:将样品夹具、信号发生器、示波器、频率计、稳压电源等仪器连接好,确保连接正确、牢固。

4. 光注入:使用光注入源对样品进行光注入,产生非平衡载流子。

5. 测量光电导衰减曲线:打开测试仪,记录光电导衰减曲线。

6. 数据处理:对光电导衰减曲线进行拟合,计算少数载流子的寿命。

五、实验结果与分析1. 光电导衰减曲线:实验测得的光电导衰减曲线如图1所示。

图1 光电导衰减曲线2. 少子寿命计算:根据光电导衰减曲线,拟合得到少数载流子的寿命为5.6×10^-6 s。

3. 影响因素分析:(1)样品材料:不同材料的样品,其少子寿命不同。

例如,硅单晶的少子寿命一般比锗单晶长。

(2)样品制备:样品的制备过程对少子寿命有较大影响。

如样品表面粗糙度、杂质浓度等都会影响少子寿命。

(3)光注入强度:光注入强度越大,产生的非平衡载流子越多,从而影响少子寿命。

(4)测试参数:测试频率、测试时间等参数对少子寿命的测量结果有一定影响。

少子寿命测试

少子寿命测试

表面寿命对测试寿命有很大影响,使其偏离体寿命,下图是体寿命与测试寿命的 关系。在样品厚度一定的情况下,即扩散寿命一定,如果表面复合速率很大,则 在测试高体寿命样品时,测试寿命值与体寿命值就会偏差很大;而对于低体寿命 的样品,不会使少子寿命降低很多。因此我们需对样品表面进行钝化,降低样品 的表面复合速率。从图中我们可以看到,对于表面复合速率S 为1cm/s,或 10cm/s 的样品,即使在1000μs 数量级的体寿命,测试寿命还是与体寿命偏差很 小。即当样品的表面复合速率为10cm/s 或更小的情况下,对于1000μs 数量级高 体寿命的样品,测试寿命也能用来表示体寿命。
总结: (1)为了使测试的有效寿命趋向于体寿命,我们要尽量减少表面寿命的影 响,为此我们推荐使用表面钝化的方法,通常的钝化方法有热处理,化学钝化及 硅片表面电荷沉积等方法。 (2)对于太阳能领域,因材料表面不做抛光处理,所以我们推荐使用化学 钝化的方法。 (3)在体寿命较高,而表面寿命较低的情况下,化学钝化后测试寿命有较 大提高,测试寿命更加趋向于体寿命。 (4)在体寿命较低的情况下,比如<3μs,化学钝化前后寿命值不会明显变 化,可以认为此时测试寿命 即为体寿命。
研发中心
要破坏半导体的平衡状态,可以对其进行光注入(光照)或电注入(如p-n结正向工 作时,或金属探针与半导体接触时)。 非平衡载流子的复合:当产生非平衡载流子的外部作用撤销后,由于半导体的内 部作用,使它由非平衡状态恢复到平衡状态,此时非平衡载流子逐渐消失,此过 程称为非平衡载流子的复合。 半导体处于平衡状态时,电导率 σ=nqμn+pqμp 光注入时必然导致半导体电导率的增大,电导率 σ=(n+⊿n)qμn+(p+⊿p)qμp ⊿n=⊿p 引起的附加电导率为:⊿σ=⊿nqμn+⊿pqμp= ⊿pq(μp+μn) 光注入撤销后,由于非平衡载流子的复合,电导率会降低,所以光注入时半导体 材料电导率的变化可以反映出其非平衡载流子浓度的变化。 少子寿命:非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命。由于相对于 非平衡多子,非平衡少子的影响处于主导的、决定的地位,所以非平衡载流子的 寿命常称为少数载流子寿命。

少子寿命是半导体材料和器件的重要参数

少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。

它直接反映了材料的质量和器件特性。

能够准确的得到这个参数,对于半导体器件制造具有重要意义。

少子,即少数载流子,是半导体物理的概念。

它相对于多子而言。

半导体材料中有电子和空穴两种载流子。

如果在半导体材料中某种载流子占少数,导电中起到次要作用,则称它为少子。

如,在N型半导体中,空穴是少数载流子,电子是多数载流子;在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。

多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子,当它顶替晶格中的四价硅原子时,每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合,而余下的一个就不受共价键束缚,它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。

出于该电子不是共价键中的价电子,因而不会同时产生空穴。

而对于每个五价元素原子,尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子,但它束缚在晶格中,不能象载流子那样起导电作用。

这样,与本征激发浓度相比,N型半导体中自由电子浓度大大增加了,而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大,其浓度反而更小了。

少子浓度主要由本征激发决定,所以受温度影响较大。

香港永先单晶少子寿命测试仪>> 单晶少子寿命测试仪编辑本段产品名称LT-2单晶少子寿命测试仪编辑本段产品简介少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数,它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响.我们采用微波反射光电导衰减法研制了一台半导体材料少子寿命测试仪,本文将对测试仪的实验装置、测试原理及程序计算进行了较详细的介绍,并与国外同类产品的测试进行比较,结果表明本测试仪测试结果准确、重复性高,适合少子寿命的实验室研究和工业在线测试. 技术参数:测试单晶电阻率范围>2Ω.cm 少子寿命测试范围10μS~5000μS 配备光源类型波长:1.09μm;余辉<1 μS;闪光频率为:20~30次/秒;闪光频率为:20~30次/秒;高频振荡源用石英谐振器,振荡频率:30MHz 前置放大器放大倍数约25,频宽2 Hz-1 MHz 仪器测量重复误差<±20%测量方式采用对标准曲线读数方式仪器消耗功率<25W 仪器工作条件温度:10-35℃、湿度< 80%、使用电源:AC 220V,50Hz 可测单晶尺寸断面竖测:φ25mm—150mm;L 2mm—500mm;纵向卧测:φ25mm—150mm;L 50mm—800mm;配用示波器频宽0—20MHz;电压灵敏:10mV/cm;LT-2型单晶少子寿命测试仪是参考美国A.S.T.M 标准而设计的,用于测量硅单晶的非平衡少数载流子寿命。

关于少数载流子寿命的理解

关于少数载流子寿命的理解
对于前文所提到少数载流子,关于这一概念将在本端坐详细介绍。

少数载流子寿命简称为少子寿命,其物理意义是:在一定温度下,处于热平衡的半导体中,电子和空穴数目是一定的,这些载流子叫平衡载流子,用电能、光能或其他方法,使半导体产生除原平衡载流子之外,还产生了多余的载流子(叫做过剩载流子或非平衡载流,这种现象叫注入。

这些过剩载流子从注入到复合而消失经历的时间,用它的统计平均值叫少子寿命。

直观的少子寿命定义是:稳定地向半导体注入过剩少子,从停止注入起,它的浓度因复合而减少到它的起始值的1/e=0. 368时所需时间。

半导体中某些杂质、晶格缺陷、表面缺陷称为复合中心,意即能促进复合作用,这种复合中心越多,少子寿命就越短,为了提高开关速度,采用在硅中掺入少量金(Au)、铂<Pt>作为复合中心。

以降低少子寿命.此外,采用快中子辐照、低能电子辐照(<5Mev)、高能电子辐照(12Mev),同样能降低少子寿命,减少开关时间。

采用高能电子辐照,器件的漏电流比掺金的器件小得多,通态压降比采用低能电子辐照方法的还低。

国际上,近年又提出质子辐照技术,成功地应用于5000V级GTO晶闸管制造工艺中。

复合中心

复合中心(Recombination centre)复合中心是半导体中能够促进(即电子、空穴成对消失)的一类杂质或缺陷。

复合中心的能级是处在禁带中较深的位置(即靠近禁带中央),故复合中心杂质往往又称为深能级杂质。

复合中心的主要作用是促进载流子复合、从而降低。

这是由于复合中心对于电子和空穴都具有差不多大小的俘获几率的缘故。

为了控制半导体少数载流子的寿命,有时(例如在高速开关器件中)需要有意掺入起复合中心作用的杂质;一般用作为复合中心的杂质都是重金属元素,使用最多的Au和Pt。

复合中心的作用机理通过复合中心的复合是一种过程,这种复合过程是决定Si、Ge等间接能带结构半导体中少数载流子寿命的基本过程。

而复合中心杂质往往都是一些原子半径较小的金属元素,很容易进入半导体中去;故为了保证少数载流子具有足够长的寿命,就应该在制作器件的工艺过程中特别注意清洁度,以确保不让复合中心杂质造成污染。

半导体表面本身就是一种大缺陷,故半导体器件和集成电路在制作好之后,需要对器表面进行很好的保护处理,以减弱中心的影响,这实际上也就是所谓表面钝化技术的主要目的之一。

复合中心所引起的间接复合过程,通常要比导带与价带之间的直接复合过程慢得多,这是由于复合过程既需要满足能量守恒、也需要满足动量守恒的缘故。

对于直接能带半导体(如GaAs),其少数载流子寿命主要决定于直接复合过程,所以这种半导体的少数载流子寿命本来就很短。

而Si、Ge等中少数载流子的直接复合寿命较长(因为导带底与价带顶不在Brillouin区的相同点上),则寿命主要决定于间接复合过程,故与复合中心浓度的关系很大。

与另外两类重要的杂质、缺陷中心的区别(1)陷阱中心~这也是一种深能级的杂质或缺陷。

陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强,而俘获另一种载流子的作用特别弱,则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。

例如电子陷阱就起着存储电子的作用,空穴陷阱就起着存储空穴的作用。

复合中心

复合中心(Recombination centre)复合中心是半导体中能够促进非平衡载流子复合(即电子、空穴成对消失)的一类杂质或缺陷。

复合中心的能级是处在禁带中较深的位置(即靠近禁带中央),故复合中心杂质往往又称为深能级杂质。

复合中心的主要作用是促进载流子复合、从而降低少数载流子寿命。

这是由于复合中心对于电子和空穴都具有差不多大小的俘获几率的缘故。

为了控制半导体少数载流子的寿命,有时(例如在高速开关器件中)需要有意掺入起复合中心作用的杂质;一般用作为复合中心的杂质都是重金属元素,使用最多的Au和Pt。

编辑本段复合中心的作用机理通过复合中心的复合是一种间接复合过程,这种复合过程是决定Si、Ge 等间接能带结构半导体中少数载流子寿命的基本过程。

而复合中心杂质往往都是一些原子半径较小的金属元素,很容易进入半导体中去;故为了保证少数载流子具有足够长的寿命,就应该在制作器件的工艺过程中特别注意清洁度,以确保不让复合中心杂质造成污染。

半导体表面本身就是一种大缺陷,故半导体器件和集成电路在制作好之后,需要对器表面进行很好的保护处理,以减弱表面复合中心的影响,这实际上也就是所谓表面钝化技术的主要目的之一。

复合中心所引起的间接复合过程,通常要比导带与价带之间的直接复合过程慢得多,这是由于复合过程既需要满足能量守恒、也需要满足动量守恒的缘故。

对于直接能带半导体(如GaAs),其少数载流子寿命主要决定于直接复合过程,所以这种半导体的少数载流子寿命本来就很短。

而Si、Ge等中少数载流子的直接复合寿命较长(因为导带底与价带顶不在Brillouin区的相同点上),则寿命主要决定于间接复合过程,故与复合中心浓度的关系很大。

编辑本段与另外两类重要的杂质、缺陷中心的区别(1)陷阱中心~这也是一种深能级的杂质或缺陷。

陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强,而俘获另一种载流子的作用特别弱,则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。

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少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。

它直接反映了材料的质量和器件特性。

能够准确的得到这个参数,对于半导体器件制造具有重要意义。

少子,即少数载流子,是半导体物理的概念。

它相对于多子而言。

半导体材料中有电子和空穴两种载流子。

如果在半导体材料中某种载流子占少数,导电中起到次要作用,则称它为少子。

如,在N型半导体中,空穴是少数载流子,电子是多数载流子;在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。

多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子,当它顶替晶格中的四价硅原子时,每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合,而余下的一个就不受共价键束缚,它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。

出于该电子不是共价键中的价电子,因而不会同时产生空穴。

而对于每个五价元素原子,尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子,但它束缚在晶格中,不能象载流子那样起导电作用。

这样,与本征激发浓度相比,N型半导体中自由电子浓度大大增加了,而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大,其浓度反而更小了。

少子浓度主要由本征激发决定,所以受温度影响较大。

香港永先单晶少子寿命测试仪>> 单晶少子寿命测试仪
编辑本段产品名称
LT-2单晶少子寿命测试仪
编辑本段产品简介
少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数,它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响.我们采用微波反射光电导衰减法研制了一台半导体材料少子寿命测试仪,本文将对测试仪的实验装置、测试原理及程序计算进行了较详细的介绍,并与国外同类产品的测试进行比较,结果表明本测试仪测试结果准确、重复性高,适合少子寿命的实验室研究和工业在线测试. 技术参数:测试单晶电阻率范围>2Ω.cm 少子寿命测试范围10μS~5000μS 配备光源类型波长:1.09μm;余辉<1 μS;闪光频率为:20~30次/秒;闪光频率为:20~30次/秒;高频振荡源用石英谐振器,振荡频率:30MHz 前置放大器放大倍数约25,频宽2 Hz-1 MHz 仪器测量重复误差<±20%测量方式采用对标准曲线读数方式仪器消耗功率<25W 仪器工作条件温度:10-35℃、湿度< 80%、使用电源:AC 220V,50Hz 可测单晶尺寸断面竖测:φ25mm—150mm;L 2mm—500mm;纵向卧测:φ25mm—150mm;L 50mm—800mm;配用示波器频宽0—20MHz;电压灵敏:10mV/cm;LT-2型单晶少子寿命测试仪是参考美国A.S.T.M 标准而设计的,用于测量硅单晶的非平衡少数载流子寿命。

半导体材料的少数载流子寿命测量,是半导体的常规测试项目之一。

本仪器灵敏度较高,配备有红外光源,可测量包括集成电路级硅单晶在内的各种类型硅单晶,以及经热处理后寿命骤降的硅单晶、多晶磷检棒的寿命测量等。

本仪器根据国际通用方法高频光电导衰退法的原理设计,由稳压电源、高频源、检波放大器,特制的InGaAsp/InP红外光源及样品台共五部份组成。

采用印刷电路和高频接插连接。

整机结构紧凑、测量数据可靠。

um(微米)是长度单位,是指少子的扩散长度;少子寿命的单位是us(微秒)
少子扩散长度和少子寿命基本上是等同的,一个是指能“跑多远”,一个是指能“活多久”,表述不同而已
少子寿命是越大越好,就目前的太阳能级硅来说能有5us已经不错了,如果太低(如小于1us)
将严重影响电池效率。

现在太阳能企业要求越来越高,多晶要求大于2,单晶要求大于10。

处于热平衡状态下的半导体,在一定温度下,载流子的浓度是一定的,称为平衡载流子浓度, 如果对半导体施加外界作用,破坏了热平衡的条件,称为非平衡状态。

比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子。

非平衡载流子分为非平衡多数载流子和非平衡少数载流子, 对于n型半导体材料,多出来的电子就是非平衡多数载流子,空穴则是非平衡少数载流子。

对p型半导体材料则相反, 产生非平衡载流子的外界作用撤除以后,它们要逐渐衰减以致消失,最后载流子浓度恢复到平衡时的值, 非平衡少数载流子的平均生存时间称为非平衡少数载流子的寿命,简称少子寿命。

单晶硅棒的主要技术参数:
单晶硅棒的主要技术参数
型号P型或N型电阻率0.0001ohm.cm-100ohm.cm 晶向<111><100>电阻率均匀性<25%
位错密度无位错碳含量<1ppma
OISF密度<500cm2氧含量根据客户要求
其中电阻率、OISF密度、以及碳含量是衡量单晶硅棒等级的关键参数。

这些参数在单晶成型后即定型,无法在此后的加工中进行改变。

测试项目测试方法
电阻率用四探针法
碳含量利用红外分光光度计进行检测
OISF密度利用氧化诱生法在高温、高洁净的炉管中氧化,再经过腐蚀后观察其密度进行报数。

感谢网友Zhao_cao的投稿。

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