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特定定义:
321样条寿命—如下定义的光电导电压衰退时间常数FS:
VV0exptF
其中:
V
光电导电压(V),
V0
光电导电压峰值或饱和值(V),
t
时间S。
4测量方法提要
41测量方法A—直流电流借助两端的欧姆接触通过一块具有研磨表面的均质半导体单晶样品,样品上的电压降在示波器上观测。能量接近于禁带隙的短脉冲光在短暂的时间内在样品内部产生过剩载流子。光脉冲触发示波图形,从示波图上测量光脉冲停止后电压衰退的时间常数。如果样品的电导率调制很小,则观测到的电压衰退与光注入载流子的衰退等同,因之电压衰退的时间常数等于过剩载流子衰退的时间常数,少数载流子寿命从该时间常数确定。要求陷阱效应要消除,表面复合和过量电导率调制的修正要进行。
42测量方法B—本测量方法专用于硅,除了过剩载流子是由斩波光而不是脉冲光产生外,与测量方法A相同。光波长规定在10到11m之间。此外,本法要求满足低注入水平条件以避免过量电导率调制效应,并给出特殊的接触步骤以保证形成欧姆接触;在示波器之前可采用信号调整。要求进行表面复合修正。在测量条件下产生非指数信号的测量样品是不适于测量的。
5意义和用途
51少数载流子寿命是半导体材料基本参数之一。很多金属杂质在锗和硅中形成复合中心。在很多情况下这些复合中心对器件和电路的性能有害;在其它一些情况下,复合特性必须仔细地进行控制以获得期望的器件性能。
511如果自由载流子浓度不太高,少数载流子寿命由此类复合中心控制。由于不能分辨复合中心的类型,少数载流子寿命的测量仅提供材料中金属沾污的一个非特指的定性测量。
512自由载流子量多时,自由载流子将控制寿命。因之,当用在电阻率低于1cm的硅样品时,本方法不是确定由有害金属或其它非掺杂杂质形成的复合中心的存在的可靠手段。
52由于要求特殊的测量样品,本方法不可能在要进入后道器件和电路制造工序的材料上直接进行测量。而且,晶体中复合中心的浓度不太可能是均匀分布的,为保证测量样品能代表被评估材料的特性,必须仔细地选择样品。
53本法适用于研究开发及过程控制,不适用于抛光片的验收测量,因为它们不能在有抛光面的样品上进行测量。
6干扰因素
61室温下的硅和低温下的锗中,载流子陷阱效应可能很显著。如果样品中存在电子或空穴的陷阱,则在光脉冲停止之后的一个相对较长的时间内,相反类型载流子的过剩浓度会维持高水平,导致光电导衰退曲线的长尾巴。在衰退曲线的这一部位进行测量r
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