光載流子輻射測(cè)量的非線性初步分析.pdf

1、以硅晶為代表的半導(dǎo)體材料是電子器件和光伏器件的基礎(chǔ)材料，材料的雜質(zhì)缺陷特征影響器件性能，因此對(duì)表針材料的雜質(zhì)缺陷特征的半導(dǎo)體電學(xué)特征參數(shù)，載流子輸運(yùn)參數(shù)的監(jiān)測(cè)是非常重要的?，F(xiàn)今，光學(xué)無(wú)損檢測(cè)手段用于半導(dǎo)體材料的測(cè)量是半導(dǎo)體檢測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。光載流子輻射測(cè)量技術(shù)（Photocarrier Radiometry,PCR）是一種全光、無(wú)損、動(dòng)態(tài)調(diào)制的光學(xué)檢測(cè)手段，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體載流子輸運(yùn)參數(shù)（載流子壽命、擴(kuò)散系數(shù)、表面復(fù)合速率等）的非接觸

2、測(cè)量。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PCR信號(hào)同激勵(lì)光強(qiáng)之間存在非線性效應(yīng)，傳統(tǒng)的PCR理論模型中并沒(méi)有考慮這個(gè)情況，因此本文主要對(duì)光載流子輻射測(cè)量技術(shù)的非線性特征對(duì)載流子輸運(yùn)參數(shù)測(cè)量的影響進(jìn)行初步分析。
　　本文首先圍繞光載流子輻射信號(hào)非線性特征的相關(guān)物理機(jī)制進(jìn)行展開(kāi)，從半導(dǎo)體載流子產(chǎn)生復(fù)合過(guò)程，輸運(yùn)方程出發(fā)，理解載流子的運(yùn)動(dòng)行為，然后通過(guò)求解輸運(yùn)方程，闡述了載流子輻射信號(hào)相關(guān)表達(dá)式，最后根據(jù)普朗克輻射理論闡述了光載流子輻射信號(hào)與載

3、流子濃度和半導(dǎo)體樣品摻雜濃度的關(guān)系，給出了PCR強(qiáng)度響應(yīng)非線性系數(shù)。
　　根據(jù)光載流子輻射信號(hào)的理論關(guān)系式進(jìn)行了理論仿真。進(jìn)行了與光載流子輻射信號(hào)相關(guān)參數(shù)的具體仿真。仿真過(guò)程中圍繞載流子輸運(yùn)參數(shù)和PCR強(qiáng)度響應(yīng)非線性系數(shù)展開(kāi)，給出了非線性模型和傳統(tǒng)線性模型的適用條件，并且分析了本文講述的PCR非線性模型下反演載流子參數(shù)的影響。
　　搭建了利用透射光監(jiān)測(cè)激勵(lì)光強(qiáng)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展了光載流子輻射測(cè)量頻率掃描和強(qiáng)度掃描實(shí)驗(yàn)。通過(guò)