335上海交通大学物理系太阳能研究所陈凤翔.docVIP

335上海交通大学物理系太阳能研究所陈凤翔.doc

  1. 1、本文档共12页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
微波反射光电导法测半导体中少数载流子寿命 陈凤翔,崔容强,徐林,孟凡英,孙铁囤,周之斌 (上海交通大学物理系太阳能研究所,上海200240) 摘 要:微波反射光电导法是测量少子寿命的标准方法。本文主要讨论了微波反射光电导实验装置对少子寿命的影响,通过比较两种光源和对测试装置的灵敏度分析来优化实验设备。通过理论分析讨论了两种光照条件――脉冲光照和调制光照下过剩少数载流子分布以及比较两种光源的优缺点。结果发现:调制光源比较容易实现而脉冲光源的测量速度较快。若考虑系统的数据采集速度,应采用脉冲光源。并且通过小注入条件下反射微波信号的变化正比与样品的电导变化引入了灵敏度的概念。对灵敏度的分析中可以发现:在硅片背面的合适位置放置金属反射器可增加实验过程中的灵敏度,即增加实验中的可测信号。 关键词:微波反射光电导法,少子寿命,灵敏度,等价电路模型 0 引 言 半导体材料和半导体结的光电特性对半导体器件的性能起着至关重要的作用,特别是对于光伏器件,过剩载流子的寿命一直受到特别的关注[1]。迄今为止出现了大量测量少子寿命的方法,但大部分方法都需要在半导体材料表面形成有效的结。通常这个制结过程会在材料中引入一些杂质可能导致原始寿命的改变,因此非接触、无损伤地测量半导体材料中少子寿命的方法引起了人们的广泛注意。微波反射光电导(MWPCD)方法就是非接触方法中的典型代表。 用于测量材料的体寿命和表面复合速度(SRV)的MWPCD方法可根据光源的不同分为两大类[2]:第一类是瞬态方法,激励光源为脉冲光源,主要研究脉冲结束后材料中过剩载流子的变化。第二类是稳态方法,激励光源采用的是调制激光,主要研究材料的频响与入射光之间的关系。本文主要讨论了微波反射光电导实验装置对少子寿命的影响,通过比较两种光源和对测试装置的灵敏度分析来优化实验设备。 1 实验装置 MWPCD的实验装置列于图1。整套装置可分为三部分:1、光源激励部分;2、样品及样品后的金属反射器;3、检测装置和显示设备,如微波源、环形器、检波器、示波器(或锁相放大器)等。通常采用的微波源工作频率为。对于的材料,微波的透入深度为;对于的材料,微波的透入深度为[3]。对于厚度在范围内的常用硅片,的微波足够满足我们的实验要求。环形器的主要作用是将入射微波和反射微波分开。检波器的作用是检测到反射的微波信号,并将微波的电信号转化为电压信号,并送入示波器或其他的显示设备(如计算机)进行显示、存储、处理和分析等。通常认为在条件下,检测到的微波信号正比于载流子的浓度,其中是反射微波的能量,是光照时反射能量的变化[4]。 图1 MWPCD的实验装置 Fig 1 MWPCD experimental setup 激励光源可分为两类:脉冲光源和调制光源[5]。对于前者,激光器是很好的选择。它的波长为,对于材料这个波长的光吸收系数很小,材料中的过剩载流子基本分布均匀。采用脉冲光源的微波反射光电导法也称为TRMC法(Time Resolved Microwave Conductivity)。调制光源是通过对稳态光源加机械斩波器(低频)或光声耦合器(高频)调制而实现的。此时检测部分中应加装锁相放大器代替示波器用来测量入射波和反射波之间的相差。采用调制光源的微波反射光电导法又被称为FRMC法(Frequency Resolved Microwave Conductivity)。 2 理论模型 为了测量样品的瞬态微波反射系数,整个样品中的过剩载流子平均浓度必须能被微波检测到。在本文中我们采用Luke and Cheng[6] 提出的模型示于图2。坐标的起点选在样片的中央。沿长度方面和宽度方向分别定为y 轴和z轴(未示于图中)。我们认为硅片的长度和宽度远大于硅片的厚度,所以过剩载流子浓度分布可用一维连续性方程表示: (1) 其中表示过剩载流子浓度,是少子的扩散常数,是样品中的体寿命,为与时间和位置有关的产生函数。边界条件为: (2) (3) 其中代表表面复合速度,我们认为两个表面的表面复合速度相等;是样品的厚度。在此模型中,和都认为是常数,与载流子浓度无关。这些条件仅在小注入条件下可行。我们在两种不同的产生函数下求解Eq.(1)。 图2 光照下的样品 Fig 2 The semiconductor wafer under illumination 2.1 脉冲光源 对于脉冲光源,的表达形式为[6]:

文档评论(0)

185****7617 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档