【高頻光電導(dǎo)衰減法少子壽命測試儀】
功能/作用介紹
簡介
少子壽命是指半導(dǎo)體非平衡載流子從產(chǎn)生到復(fù)合所經(jīng)歷的平均生存時間。當(dāng)半導(dǎo)體受到光、電等外界作用時，內(nèi)部的平衡態(tài)受到破壞，這時載流子的產(chǎn)生超過復(fù)合，即產(chǎn)生非平衡載流子;外界作用停止后，載流子的復(fù)合超過產(chǎn)生，非平衡少數(shù)載流子因復(fù)合而逐漸消失，半導(dǎo)體回復(fù)平衡態(tài)。因此，少子壽命是衡量半導(dǎo)體材料性能的重要參數(shù)，也是評價半導(dǎo)體單晶質(zhì)量和器件工藝條件最合適的方法之一。
少子壽命測量方法可以分為兩類，直接測試法和間接測量法。直接測試法是利用各類光或電脈沖注入，使半導(dǎo)體材料處于非平衡狀態(tài)，然后通過測量半導(dǎo)體材料電阻率的變化而測試出少子壽命值;間接測量法較為繁瑣，通過測量相關(guān)的物理參數(shù)，由兩次測量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過理論計算，得出少子壽命值。高頻光電導(dǎo)衰退法是一種常用的直接測試方法，它可以通過直接觀測少子的復(fù)合衰減過程測得材料的少子壽命值。以這種方法測試半導(dǎo)體材料的少子壽命有助于加深對半導(dǎo)體非平衡載流子理論的理解。
半導(dǎo)體少子壽命測試儀，國內(nèi)產(chǎn)品種類不多，性能一般;國外產(chǎn)品型號繁多較為成熟，原理也多種多樣，但設(shè)備過于昂貴。因此，有必要研制一種性價比較高、適合高校實驗教學(xué)使用的少子壽命測試儀。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的少子壽命測試儀是以高頻光電導(dǎo)衰減法對半導(dǎo)體材料的少子壽命進行測試的實驗設(shè)備。該設(shè)備主要由高頻振蕩源、樣品臺、脈沖光源、專用信號處理電路(檢波器、放大器等)，以及示波器構(gòu)成。高頻振蕩源產(chǎn)生的高頻載波通過電容方式與樣品耦合，脈沖光源用閃光燈對樣品光注入，濾波電路去除噪聲干擾，檢波電路檢出高頻載波在閃光燈照射后幅度的變化，最后用示波器顯示少子濃度衰減曲線。
具體技術(shù)指標(biāo)：最大樣片尺寸：45×50mm;耦合電容范圍：0.001 ～ 0.005μF;光照范圍: 10mm×35mm;壽命測量范圍：10μs～ 100ms。
本設(shè)備性能穩(wěn)定，靈敏度高，壽命測量范圍大，操作方法簡單，可以直接觀察半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)衰退過程(△V-t曲線)。經(jīng)簡單實驗數(shù)據(jù)處理即可獲得半導(dǎo)體少子壽命值。
本設(shè)備適用范圍廣泛，作為高校實驗教學(xué)儀器，主要是面向電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、微電子學(xué)專業(yè)等，為“半導(dǎo)體物理”、“半導(dǎo)體材料”、“微電子工藝”等課程實驗服務(wù)，可開出2學(xué)時演示型：“高頻光電導(dǎo)衰減法少子壽命測量”實驗，有配套的實驗指導(dǎo)書。本系統(tǒng)也適用于微電子領(lǐng)域科研院所，作為半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體工藝研究用少子壽命測量、工藝條件分析實驗儀器。
作品名稱：高頻光電導(dǎo)衰減法少子壽命測試儀
完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
