YST 679-2008 非本征半导体中少数载流子扩散长度的稳态表面光电压测试方法.docx

ICS29.045H80

中华人民共和国有色金属行业标准

YS/T679—2008

非本征半导体中少数载流子扩散长度的稳态表面光电压测试方法

Testmethodsforminoritycarrierdiffusionlengthinextrinsic

semiconductorsbymeasurementofsteady-statesurfacephotovoltage

2008-03-12发布2008-09-01实施

国家发展和改革委员会发布

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YS/T679—2008

前言

本标准修改采用SEMIMF391-1106《非本征半导体中少数载流子扩散长度的稳态表面光电压测

试方法》。

本标准与SEMIMF391-1106相比主要有如下变化 标准格式按GB/T1.1要求编排

——将SEMIMF391-1106中的部分注转换为正文； 将SEMIMF391-1106中部分内容进行了编排，本标准由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。本标准由有研半导体材料股份有限公司负责起草。

本标准主要起草人：孙燕、卢立延、杜娟、李俊峰、翟富义。

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非本征半导体中少数载流子扩散长度的稳态表面光电压测试方法

1范围

1.1本标准适用于非本征单晶半导体材料样品或相同导电类型重掺衬底上沉积已知电阻率的同质外延层中的少数载流子扩散长度的测量。要求样品或外延层厚度大于4倍的扩散长度。

1.2本标准是为单晶硅样品的应用而开发的，可用于测量其他半导体，如砷化镓(同时调整相应的光照波长(能量)范围和样品的制备工艺)上的有效扩散长度和评价晶粒间界垂直于表面的多晶硅样品上有效扩散长度。本标准也可用于硅片的洁净区的宽度测定。

1.3本标准对样品的电阻率和寿命的应用极限尚未确定，但已经成功的对电阻率(0.1～50)Ω·cm、载流子寿命短至2ns的p和n型硅样品进行了测量。本标准测量的扩散长度仅在室温22℃±0.5℃下进行，寿命和扩散长度是温度的函数。

注：本标准不涉及安全问题，即使有也与标准的使用相联系。标准使用前，建立合适的安全和保障措施以及制定管理界限的应用范围是标准使用者的责任。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的必威体育精装版版本。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本适用于本标准。

GB/T1552硅、锗单晶电阻率测定直排四探针法

GB/T1553硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法

GB/T6616半导体硅片电阻率及硅薄膜薄层电阻测定非接触涡流法

GB/T6618硅片厚度和总厚度变化测试方法GB/T11446.1电子级水

GB/T14264半导体材料术语

GB/T14847重掺衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法

3方法概述

本标准建立在作为入射光能量(波长)函数的表面光电压测量的基础上。

本标准描述了两种测试方法，两种方法都是非破坏性的。测试方法1——稳态表面光电压(CMSPV)法。

测试方法2———线性光电压稳态光子通量(LPVCPF)法。

3.1方法1用能量稍大于半导体样品禁带宽度的斩波单色光照射样品表面。产生电子空穴对并扩散到样品的表面，电子空穴对由耗尽区电场将其分离，产生表面光电压(SPV)。耗尽区可以由表面态、表面势垒、p-n结或液态结形成。SPV信号被电容耦合或直接连接到一锁相放大器中进行放大与测量。对所有光照能量范围调节光强度得到相同的SPV值。对每一选择能量，由光强对能量吸收系数的倒数作图。将所得直线外推到零光强处，其负的截距值就是有效扩散长度。利用探测器的信号反馈到光源，和一个为单色仪配备的步进马达能够实现自动化测量。

3.2方法2首先在两个不同的光子通量下测量由白色光斩波器产生的表面光电压，以保证在光子通量内SPV是线性的，然后，由一组窄带滤波器在线性SPV范围内且恒定的光子通量下产生一单色

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光，对一系列选定的能量大于半导体样品禁带宽度的光子产生的表面光电压SPV进行测量。随光子能量单调增加的SPV值的倒数对所选择的相应样品的吸收系数的倒数作图。拟合的直线被外推到零光强处，负的截距值就是有效扩散长度。为消除表面复