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微波反射无接触光电导衰退测量硅片载流子复合寿命测试方法 ...

2013-10-23 14:28| 发布者: echo| 查看: 6316| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 这一指导文件学术上由全球硅片委员会批准,并由北美硅片委员会直接负责。现今的版本由北美地区标准委员会在2004年8月16日批准出版。最初于2004年9月在www.semi.org网站上发表,并在2004年11月出版。原始版本由ASTM国 ...
3.4  在垂直于片子表面方向上载流子复合性质的变化可导致体复合寿命测量的不正确。变化可

来自:(1)有平行于表面的p-n结或高-低(p-p+n-n+)结存在;(2)有不同复合特性的区域存在(例如片子有氧化沉淀和一个没有这种沉淀的表面洁净区)。

3.5  硅中杂质的复合特性与温度强烈有关。如果要对测试数据进行比较(如在进行一个工艺过

程之前和之后,或在供应者和用户间),应在同一温度下。

3.6  不同杂质中心有不同的复合特性。因此,如果在片子中有不止一种类型的复合中心存在,

衰退可由两个或多个时间常数的贡献组成。由这样一条衰退曲线得出的复合寿命可能不代表任何单个的中心。

3.7  杂质中心的复合特性倚赖于片子掺杂剂的类型和浓度以及杂质中心能级在禁带中的位置

(见相关资料3)。

 

4.  参考标准

4.1  SEMI 标准

SEMI C28——氢氟酸规格和指标

SEMI C35——硝酸规格和指标

SEMI M1——抛光单晶硅片规格

SEMI M20——建立片坐标系统的操作

SEMI MF28——光电导衰退测量锗和硅体少数载流子寿命的测试方法

SEMI MF42——非本征半导体材料导电类型的测试方法

SEMI MF84——直排四探针测量硅片电阻率的测试方法

SEMI MF391——稳态表面光电压测量非本征半导体少数载流子扩散长度的测试方法

SEMI MF533——硅片厚度和厚度变化的测试方法

SEMI MF673——无接触涡流计测量半导体片电阻率或半导体膜薄层电阻的测试方法

SEMI MF723——掺硼、掺磷和掺砷硅电阻率和掺杂浓度转换的操作

SEMI MF978——瞬态电容技术测量半导体深能级的测试方法

SEMI MF1241——半导体技术术语

SEMI MF1388——金属-氧化物-硅(MOS)电容的电容-时间关系测量硅材料产生寿命和产生

速率的测试方法

SEMI MF1530——自动无接触扫描测量硅片平整度、厚度和厚度变化的测试方法

4.2  ASTM标准

D5127——用于电子和半导体工业的超纯水指南7

4.3  DIN标准

DIN 50 440 第一部分——硅单晶载流子寿命测量:光电导衰退测量低注入载流子复合寿命8

 

:除非另外标明,所有引用的文件都是最新出版的版本。

 

5.  术语

5.1  定义

5.1.1 注入水平——非本征半导体晶体或片子中由光子或其它手段所产生的过剩载流子的浓度与多数载流子平衡浓度之比。

5.1.2 复合寿命——均匀半导体中的空穴-电子对在产生和复合之间的平均时间间隔。

5.1.2.1 讨论——在适用于小浓度复合中心的肖克来-雷德-霍尔模型中,在假定过剩载流子浓度与多数载流子浓度相比很小(低注入)时,能级不太靠近能带边缘的中心的复合寿命为少数载流子俘获时间常数。如果注入载流子浓度大大超过多数载流子浓度(高注入),复合寿命为少数和多数载流子俘获时间常数之和(见相关资料1)。

5.1.3 表面复合速率——过剩少数载流子在半导体晶体或片子表面处复合的量度。由流向表面的空穴或电子电流与空穴或电子电荷和表面处空穴或电子浓度之积之比给出。

5.2 硅技术中所用的其它术语的定义可在SEMI M1SEMI MF1241中找到。

 

6.  检测方法概要

6.1  用能量稍大于禁带宽度的短脉冲(宽度£200ns,上升、下降时间£25ns)光以规定的功率密度(注入水平)在很短的时间内在片子局部产生过剩电子空穴对。样品表面经过调节处理,使得在光脉冲终止后表面复合对光电导衰退的影响可以被忽略。通过微波反射监测衰退,载流子复合寿命由电导率指数衰退的适当部分的时间常数决定。

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