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光电导衰退测量锗和硅体少数载流子寿命的测量方法

2013-10-23 14:13| 发布者: echo| 查看: 8800| 评论: 0

摘要: 本标准最初由ASTM国际发布为ASTM F28-63T。它由ASTM投票程式正式批准,并遵守ASTM专利要求。虽然本标准的所有权已移交到SEMI,但它未经SEMI投票程式正式批准,它既不遵从SEMI关于专利的规则,也不遵从SEMI的编辑准则 ...
10.  取样与测量样品

10.1  由于晶体中复合中心浓度可能不均匀,要仔细选择样品使之能代表被评估晶体的性能。

10.2  从晶体的所需部位将测量样品切割成长度为l、厚度为t、宽度为w的长方体,见表1。对测量方法B,只推荐使用B型和C型样品。测量及记录样品所有的尺寸到最近的0.1mm。

注7——较小尺寸的样品适宜于低寿命值的测量材料。B型样品适宜于大部分直拉硅材料的测量,C型样品建议用于区熔硅材料的测量。

10.3  在临测量之前,用6至12mm的氧化铝研磨样品的六个面以获得平整的无光表面。

10.4  研磨后,将样品放在激烈的水流或超声水槽中浸洗,用干燥氮气吹干。确认所有的研磨残渣都从样品端面去除掉,使得每个端面的整个面上都能得到良好的接触。

10.5  在样品的两个端面的全部表面上制作非整流的欧姆接触。

注8——建议在锗端面上镀镍、铑或金。电镀过程中应避开铜。硅上获得欧姆接触的最佳办法是将样品加热至35℃再在金刚砂布上擦镓滴以形成镓涂面。n型硅样品端面镀镍和p型硅样品端面镀铑也是令人满意的。

10.6  样品的导电类型未知时,按测量方法F42确定。

10.7  接触检查。

10.7.1 将样品放在样品架上,在某个方向上通以电流以产生2至5V电压。记录样品两端电压降为V1。

10.7.2 将电流反向,记录样品两端电压降为V2。

10.7.3 如果V1和V2相等,其差值在5%以内,样品可接受。

10.8 按两探针测量方法F43测量及记录样品修正到27℃的电阻率。

11 测量方法A步骤—脉冲光法

11.1  将样品夹在样品架中,调整光孔位置使样品中心部位受光照。测量及记录样品架温度至±1℃。

11.2  开光源电源,接好前置放大器和示波器连线。

11.3  及调节电流使样品两端电压为2至5V。

11.4  下步骤使观察到的衰退曲线与画在示波器透明屏上的参考指数曲线吻合。

11.4.1 调节垂直位移控制器将观察到的衰退曲线的基线移到与参考指数曲线的基线重合。调节时基扫描速度至一个很慢的值,使屏上含有很多个寿命周期以利于调节。

11.4.2 增大时基以产生单周期迹线。调节水平位移、垂直放大、时基扫描速度等控制器直至观察到的衰退曲线尽可能与参考指数曲线相配,使脉冲幅度峰值DV0与参考指数曲线左上点对准。

11.5  样品没有产生光电压的非均匀性。关断电流,保持光源为开的状态,其它控制器不变。观察是否在示波器上能检测到光电压信号。如果能检测到大于脉冲峰值1%的信号,将样品标为由于有非均匀性的存在不适于用本法测量。

11.6  如果观察不到光电压信号,如果衰退是纯指数的,按下式确定样条寿命tF(单位为ms):

                 tF=2.5S1

其中:

S1=时基扫描速度,单位为ms/cm。

注9——如果示波器没有连续标定的时基,参考指数衰退曲线就不能用。此时样条寿命可如下确定:将时基扫描速度旋至一个合适的标定值S2(ms/cm),在衰退曲线上测量幅度比为2:1的任意两点间以厘米为单位的水平距离M,按下式计算样条寿命:

              tF=1.44MS2

在没有透明屏(见7.6.3.1节)时,此方法也可采用。

11.7  当观察到的衰退曲线不是但接近纯指数时,在衰退曲线低端若干对测量点处确定样条寿命。

11.7.1 如果样品的一半或更小部分受光照,在曲线上当光电导电压信号衰退到其峰值的60%以后的部位上确定样条寿命。

11.7.2 如果样品的一半以上部分受光照,在曲线上当光电导电压信号衰退到其峰值的25%以后的部位上确定样条寿命。

11.7.3 无论是以上哪种情况,增大垂直增益控制器将衰退曲线放大,使所需部位充满示波屏整个垂直刻度;调节时基扫描速度到一个合适的标定值S2(ms/cm),使衰退曲线所需部位尽可能充满示波屏的整个水平刻度;在衰退曲线上测量幅度比为2:1的任意两点间以厘米为单位的水平距离M,按下式计算样条寿命:

                  tF1=1.44MS2

重复此步骤至少两次以获得tF2、tF3等。

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