GB/T 1553-1997
基本信息
标准号:
GB/T 1553-1997
中文名称:硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
发布日期:1997-06-03
实施日期:1997-01-02
出版语种:简体中文
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下载大小:514021
标准分类号
标准ICS号:冶金>>金属材料试验>>77.040.01金属材料试验综合
中标分类号:冶金>>金属理化性能试验方法>>H21金属物理性能试验方法
出版信息
出版社:中国标准出版社
书号:155066.1-14169
页数:平装16开, 页数:17, 字数:29千字
标准价格:13.0 元
出版日期:2004-04-01
相关单位信息
首发日期:1979-05-26
复审日期:2004-10-14
起草单位:峨嵋半导体材料厂
归口单位:全国半导体材料和设备标准化技术委员会
发布部门:国家技术监督局
主管部门:国家标准化管理委员会
标准简介
本标准规定了硅和锗单晶体内少数载流子寿命的测量方法。本标准适用于非本征硅和锗单晶体内载流子复合过程中非平衡少数载流子寿命的测量。 GB/T 1553-1997 硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法 GB/T1553-1997 标准下载解压密码:www.bzxz.net
标准内容
GB/T1553—1997
本标准等效采用美国试验与材料协会ASTMF28-90《光电导衰减法测量锗和硅体内数载流了寿命的标准测试方法》,结合我国的实际情况,对GB1553—79、GB5257—85进行修订而成的。本标准起草时,去了F28一90中“有害说明”及“关键词”章节,删减了“意义和用途”中的5.1~5.2条内容,合并了“方法A”和“方法B”。考虑到实际应用的需要,本标准把GB1553一79的附录A《硅单晶中少数载流子寿命测定高频光电导衰减法》非仲裁测量方法作为标准的附录放在附录A中。本标准从1997年12月1日起实施。本标准从生效之日起,同时代替GB1553-79、GB5257—85。本标准的附录 A是标准的附录。本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由中国有色金属工业总公司标准计量研究所归口。本标准起草单位:峨嵋半导体材料厂、中国有色金属工业总公司标准计量研究所。本标准主要起草人:吴道荣、刘文魁、尹建华、吴福立。88
中华人民共和国国家标准
硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法
Standard test methods for minority carrier lifetime in bulkgermanium and silicon by measurement of photoconductivity decay1范围
1.1本标准规定了硅和锗单晶体内少数载流子寿命的测量方法。GB/T 1553--1997
代替 B 15
本标准适用于非本征硅和储单晶体内载流子复合过程中非平衡少数载流子寿命的测量。1.2本标准包括两种测试方法。
1.2.1方法A—脉冲光方法,适用于锗和硅。1. 2. 2 方法 B-
一斩切光方法,仅适用于电阻率不小于1α·cm的硅试样。1.3两种方法都不破坏试样的内在特性,试样可以重复测试,但要求试样具有特殊的条形尺寸(见表1)和研磨的表面,一~般不宣作其他用途。1.4本标准可测的最低寿命值取决于光源的余辉,而可测的最高寿命值主要取决于试样尺寸(见表2)。
表1推荐的三种试样尺寸
p型锗
n型锗
p型硅
n型硅
引用标准
表2试样体寿命可测的最大值B
类型A
类型B
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T1550—1997非本征半导体材料导电类型测试方法GB/T1551--1995硅、储单晶电阻率测定直流二探针法GB/T14264—93半导体材料术语
国家技术监督局1997-06-03批准1997.12-01实施
3定义
本标准采用下列定义。
3.1表观寿命filamentlifeting
GB/T 1553
光电导电压衰减到初始值的1/c时的时间常数r(μs),用公式(1)表示:AV=AV,exp(-t/tp)
式中:AV——光电导电压V;
A光电导电压的峰值或初始值,V; --时间μs a
表观寿命-s。
4方法提要
4.1方法A在两端面为研磨表面并具有欧姆接触的单导电类型的半导体单品试样!通直流电流,用示波器观察试样1的电压降。对试样施-脉冲光,在试样中产生非平衡少数载流子.同时触发示波器扫描。从脉冲光停止起电压哀减的时间常数可由示波器扫描测得。当试样中电导率调幅准常小时,所观察到的电压衰减等价于光生载流子的衰减,因此电压衰减的时间常数就等于非平衡少数载流了衰减的时间常数,少数载流子寿命即由该时间系数确定。必要时,应消除陷阱效应和对表而复合及过量电导率调幅进行修止。
4.2方法B一一本方法只适用于硅。光源为斩切光而非脉冲光,其他与方法Λ相问。光源波长为1.(~1.1μn。本方法需满足小注入条件以避免过量电导率调幅的彩响。信号进入示波器以前,可对借号进行调节,对表面复合需进行修正。本方法不适用于测试条件下呈非指数规律变化信号的试样。5意义和用途
本标准只适用于研究、开发和过程控制,不适用于抛光片的验收测试。对于一般非伸裁性的测试.可使用本标准的附录A。
6干扰因素
6.1陷阱效应影响
室温下的硅和低温状况下的锗,载流子陷阱会产生影响。如果试样中存在电子或空穴陷阱,脉冲光停止后,非平衡少数载流子将保持较高浓度并维持相当长一段时间,光电导衰减曲线会出现条长长的尾巴。在这段衰减曲线进行测量将错误地导致寿命值增大。6.1.1沿衰减出线进“步延伸,由高端至低端进行测量,若时间常数增加,可判楚存在陷阱效应(消除方法见10.1.9)。
6.1.2当试样中陷阱效应超过衰减曲线总幅度的5%(方法A)或衰减曲线非指数规律变化时(方法B),就不能用本方法测量少数载流子寿命。6.2表面复合影响
6.2.1表面复合会影响寿命测量,特别是使用小块试样时。表3给出了推荐试样尺寸对应的表而复合率.在“计算”一章中也给出了表面复合修正的一般公式。当试样表面积与体积之比很大过.灶有必要进行修正,
6.2.2若对表面复合修正太大,会严重降低测量的准确性。建议对测量值的修正不要超过测量值倒数的1/2(即表观寿命须大于体寿命的半,或表面复合率不大于体寿命的倒数,见11章公式(10)。标准系形试样所测定的最人体寿命值列于表2。9
p型锗
n型锗
p型硅
n型硅
6.3注人量的影响
1553-1997
表面复台率Rt
类型A
类型C
测量时试样电导率调幅必须很小,这样试样上电势差的衰减才等价于光生载流子的衰减。6.3.1方法A:当试样上最大直流电乐调幅△V。/Va超过0.01时,充许进行修正。6.3.2方法3不允许作这种修正。此处小注入条件是指在连续光照下稳定存在于试样中注入的少数载流子浓度与平衡的多数载流子浓度之比小于0.001(见10.2.10)。若光注入不能降低到小注入值,试样就不官用本方法测量。
6.4光生伏特效版影响
试样电阻率不均匀会产生使衰减信号扭曲的光电压一一光生伏特效应。方法A和方法B(见10.1.5和10.2.6)都给出了判定是否存在这种光生电压的方法。在没有电流通过时就呈现光电压的试样不适宜用本方法测量。
6.5光源波长的影响
光生载流子大幅度衰减会影响曲线的形状,尤其在衰减初期使用脉冲光时,这种现象更为显著。因为脉冲光源比斩切光源注入的载流子初始浓度一致性差,方法A要求使用滤光片以增加注入载流子浓度的致性,并在衰减曲线峰值逐渐减弱之后进行测量。6.6电场影响
如果少数载流子被电流产生的电场扫出试样的一端,少数载流子就不会形成衰减曲线。因此,两种方法都需要用··块挡光板遮挡试样端面,使测试中扫出效应不显著。6.7温度影响
半导体中杂质的复合特性受温度强烈影响,控制测量时的温度就相当重要。在相同温度下进行的测量才可以作比较。
6.8杂质复合中心影响
不同的杂质中心具有不同的复合特性,当试样中存在种以上类型的复合中心时,观察到的衰减曲线可能包含两个或多个具有不同时间常数的指数曲线,诸曲线合成结果也不呈指数规律,测量不能得出单一寿命值。
6.9滤光片的影响
滤光片本身有信号,它和试样信号叠加产生测试误差。因此应选择厚度1mm、与被测试样材料相同、信号较弱(低寿命值)的滤光片。7试剂和材料
7.1纯水
25C时电阻率大于2Mo·cm的去离子水。7.2研磨材料
氧化铝粉,颗粒范围为5~12μm。7.3欧姆接触材料
在试样端面应形成欧姆接触,可使用镍、或金电镀浴,要避免铜沾污。对硅试样,可用··小滴滴在金刚砂布上,并使用加热盘将试样加热至35C。91
8测试仪器
8.1测试电路图
测试电路图见图1。
滤光片
8.2光源
试样,
GB/T 1553—1997
换尚开关
光学系统
电压装
图1少数载流子寿命测量电路示意图前置放大器
“东波器
串联电阻
脉冲(方法A)或斩切(方法B)光源,光源须在光强从最大值减小到其10%时关断,或关断时间小于所测试样寿命时间的1/5或更少。用于硅试样测量的光源光谱分布的最大值应在波长范圈1.0~1.1μm以内。
氙闪光管或放电管,配备0.01μF的电容器以及可提供频率为2~60Hz脉冲的高8.2. 1 方法 A-
压电源。光源应在0.3μs内达到最大光强,并在小于0.5μs内光强由最大值下降不大于5%。采用更小的电容可获得更短的脉冲宽度,适合测量表观寿命低于5us的试样。8.2.2方法B一脉冲发生器光源,用以产生周期性方波光脉冲,脉冲幅度、高度和间隔应单独可调,脉冲宽度和间隔的可调范围最少应在5~20us之间,光源最高辐射能应足够大,测量信号最小不低于1mV:光脉冲上升沿和下降沿两个时间系数均应小于被测最低表观寿命值的1/5。脉冲发生器还应为信号调节器和示波器提供触发信号。注:具有所提供特性的光源是一个发光二极管(LED),其关断时间约为0.1uS。此外,用机械转动法把光斩切为频率15Hz、45Hz或77Hz的A6-V,8-A钨带状灯丝灯,适用于表观寿命不小于5s的测量。8.3电源
电源应稳定并经过良好滤波,应在试样上产生不低于5V的直流电压。电路中的串联电阻R。值至少是试样电阻R及接触电阻R之和的20倍,电路中还应有对试样电流换向及切断电流的开关装置。8.4试样夹具及恒温器
隔热试样夹具及恒温器应使试样处于规定温度27士1C,夹具与试样的整个端面应保持欧姆接触,并至少应使试样四个面中的一个侧面处于光照下。注:制作与试样端面成欧姆接触的试样夹具的方法较多,建议使用金属带或纤维的压力接触,也可用厚铅板或铟板。
8.5滤光片
滤光片应双面抛光,由与试样相同的材料制成,厚度为1mm,直接放置在矩形窗孔膜片的上方(仅用于方法A,见8.5)。
8.6矩形窗孔膜片
放置于靠近试样的光照表面,光透过矩形窗孔膜片,只能照射到试样的部分区域。对方法A,光照区城长度L=L/2.宽度W一W/2;对方法B,光照区域是长度L,=3.0士0.1mm,宽度W=W。两种方落·光照部位都在试样中央位置。92
8.7电信号测量线路
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8.7.1前置放大器-具有可调的高、低频频带范围,低频截止频率从0.3Hz~30Hz可调。8.7.2信号调节器一脉冲取样均衡器或波形整形器,用于改善小倍号时的信噪比。仅用于方法B.为保证小注入条件而减少光照时采用。8.7.3示波器—-一具有合适的时间扫描和信号灵敏度及经校准的时间基线,其精度和线性度都优于3%,并能被试验信号或外部信号触发,还应配备有助于分析衰减曲线的透明屏幕,其要求如下:a)对方法A,规定屏幕尺寸在10cm×10cm以内,该尺寸有利于减小视差。屏幕上刻有条曲线,在基线上方的高度沿横坐标的距离呈指数衰减,由公式(2)表示:3 = 6exp(- α/2. 5)
式中:和都是以刻度盘的刻度划分(见图2)。b)对方法B屏幕上还有一条附加水平线,位于y最大值的0.37处。exp (x/ 2.5)
图2方法A示波器面板上的指数曲线8.7.4对电路总体要求:
a)校正垂直扫描灵敏度至0.1mV/cm或更好;b)校正垂直增益和扫描线性度在3%以内;c)响应时间:输入信号以步进方式变化时,输出信号的衰减不超过所测最小表观寿命值的1/5;d)脉冲没有明显的变坏现象,如过冲或阻尼效应。8.8研磨设备
能把试样的所有表面加工成光滑、平整的表面。8.9清洗和干燥设备
可用水冲洗或超声清洗。干燥设备提供干燥氮气吹干试样。8.10试样尺寸测量工具
精度为0.01mm的千分尺或游标卡尺。9试样制备
9.1从晶体上指定区域切取试样,长度为L,厚度为T,宽度为W,如表1所示。对方法B推荐使用尺寸类型B和类型C,测量、记录所有尺寸,精确到0.1mm。注:较低寿命值的材料测量宣使用较小尺寸的试样。直拉硅单晶的测量大都使用类型B,而区熔硅单晶的测量建议采用类型C。
9.2测量前,用氧化铝粉研磨试样,使试样的六个表面成为平整的磨面。9.3将研磨后的试样用超声清洗或用水冲洗,用干燥氮气吹干。试样端面应清洁干净,有利形成良好的93
欧姆接触。
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9.4在试样的两个整个端面上制作欧姆接触。注:摊荐在错试样的端面镀镍、佬或金,镀膜过程中应避免铜沾污;对硅试样最好办法是把试样加热到35(·尚时研磨端面,防止滴在金刚砂布上的形成镓污点。也可在n型硅试样端面镀镍,在p型硅试样端面镀,9.5如果试样导电类型是未知的,可按GB/T1550测定。9.6测试接触点:
9.6.1将试样置于夹具中,以一个方向接通电流,在试样上形成25V的电压,记录该电压降V.9.6.2改变电流方向,记录试样上电压降V2。9.6.3如果V,与V的差小于5%,则试样具有欧姆接触。9.7按GB/T1551测量和记录并修正其至27C时的电阻率。10测量步骤
、10.1方法A——脉冲光方法
10.1.1用试样夹具夹紧试样,定位于膜片的矩形窗孔处,使试样的中央处于光照下。测量并记录试烊夹具的温度,取值土1℃。
10.1.2开启光源,将前置放大器与示波器接通。10.1.3接通电源,调整电流,在试样上产生2~5V电压。10.1.4使观察到的衰减曲线与画在示波器透明屏上的标准指数曲线-致(见8.7.3a)),方法如下:a)调节垂直位移旋钮,使观察到的衰减曲线的基线与标准指数曲线的基线重合。调节附间基准扫描速度于较低值,使屏幕横向上出现多个衰减曲线,以易于调节。b)延长时间基准以产生一个单周期信号图样,调节水平位移、垂直放大和时间基准扫描速度,直到观察到的曲线与标准指数曲线尽可能吻合,脉冲峰值AV。与标准曲线左边上方点-致。10.1.5测试试样是否存在光生伏特效应:关断电流,保留光照,其他旋钮不动,观察示波器是否检测到个光电压信号。如果检测到…-个超过脉冲峰值1%的信号,则试样中存在光生伏特效应,该试样不适合用本方法测量。
10.1.6若未观察到上述光电压信号且衰减曲线呈纯指数曲线,则可由(3)式确定表观荐命TF(u5):fF = 2. 5 . Sl
式中,S,一时间基准扫描速度,us/cm。.( 3)
10.1.7若示波器时间基准未经校准,则标准指数曲线不适用,表观寿命可如下确定:旋转时间基准扫描速度至一合适分度值S(μs/cm),测量衰减曲线上任意两点间幅度比为2:1的水平距离M(cm),山(1)式计算TF:
tr 1.44MS2
当不具备屏幕标准曲线(见8.7.3a))时,也可用该步骤。(4)bzxZ.net
10.1.8当观察到的屏幕衰减曲线呈非纯指数曲线但接近了纯指数曲线时,表观寿命可由曲线低端的几对点确定。
a)若试样的半或少于-半的宽度已受光照,表观寿命从信号衰减到其峰值的60%以后的曲线部分来测定;
b)若试样-半以上的宽度已受光照,表观寿命从信号衰减到其峰值的25%以后的曲线部分来测定:
c)L述两种情况都要增加垂直增益以延长衰减曲线,使指定部分达到屏幕垂直满刻度.调节时间基准扫描到合适分度值S.(us/cm),使衰减曲线的指定部分尽可能达到屏幕水平满刻度,测曲线上幅度比为2:1的任意两点间水平距离M(cm),由(5)式计算表观寿命:t == 1.44MSz
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重复上述过程两遍以上,得到F2、tFs等;d)确定和记录平均表观寿命,即p,的平均值。智F之问差值超过10%,则该试样不适合用本方法测量。
注:特别是在型硅的情况下,寿命随载流子浓度函数变化非常迅速,在宽范围内取得的平均值产生的误差可能很大.
10.1.9试样是否存在陷阱效应由表观寿命值的变化来确定。诸寿命值从小」衰减曲线峰值(△V.)的25%的曲线部分来测定。若寿命值在沿曲线更低处测量时反而增加,则存在陷研。把试样加热到50~70℃或用一稳定的本底光照射试样,可消除陷阱效应。若陷阱的影响超过曲线总幅度的5%,则该试样不适于用本方法测量。
10.1.10检查是否满足扫出条件;a)关断光源,测量试样上直流电压Vd;b)计算V&与的积,若乘积不大于表4给出的对应常数,则满足扫出条件,即扫出效应不显著、进行10.1.11操作;
c)表4给出的常数,仅用于推荐长度的试样,其他长度的试样,其条件由(6)式给出:Vde·tr 30L/μ
式中:L-一试样长度,mm;
μ—少数载流子迁移率,cm2/V·s(见表4);一表观寿命,us。
d)若不满足扫出条件,可降低试样电流来减小V&。这将会改变曲线形状,f:值也将发生变化;e)重复从10.1.4~10.1.10d)的操作,直至zr值是一个常数且满足扫出条件。表4少数载流子迁移率与方法A推荐试样长度对应的扫出条件常数材料
p型锗
n型锗
p型硅
n型硅
迁移率,cm\/V·5
10.1.11检查是否满足小注入条件。类型A
10.1.11.1用与满足扫出条件相同的电流值,开启光源,测量脉冲峰值,AV。10.1.11.2若AV。/Va≤0.01,则满足小注入条件,进行“计算”。10.1.11.3若AV./Vae>0.01,则按(7)式修正表观寿命:Tr - Trunenx[1 -- (△V./Vde)]式中:Tpnea
-10.1.6中测量或10.1.7中计算的表观寿命值;表观寿命修正值。
10.2方法B—-斩切光方法
类型B和C
10.2.1用夹具夹紧试样于定位膜片矩形窗孔处,使试样中央位置处于光照下.测量并记录试样夹具的温度。
10.2.2开启光源,连接前置放大器与示波器。10.2.3接通电源并调节电流,使试样上产生2~5V电压,调节脉冲幅度、示波器垂直增益及扫描速度旋钮,使示波器上出现几个单周期信号。10.2.4调节脉冲宽度,使脉冲幅度达到饱和值△V。。在脉冲关断之前同时调节脉冲截止时间,使信号到达两个脉冲间的基线(直流电压值)。10.2.5调节示波器扫描速度旋钮、电流及脉冲幅度,使示波器屏幕上出现的单周期信号图形具有较人95
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幅度,直流电压不超过5V。调节垂直位移旋钮,使基线与刻在屏上指定的刻度一致,再调整其他旋钮,直到图形充满屏幕(见图3)。
时间:
图3方法B的一个周期的光电压波形图10.2.6关断电流,保留光照,其他旋钮不动,观察示波器上是否检测到一个光电压信号。若测到信号大于脉冲饱和值的1%,说明试样中存在光生伏特效应,该试样不适于用本方法测量。10.2.7若未观察到上述光电压信号,可确定表观寿命的最初近似值F。该时间在光电导信号衰减的起点与衰减曲线上其饱和值的0.37之间选取。10.2.8增加前置放大器的低频切断值(提升至值10/tr),消除低频噪声。对衰减曲线上呈正增长的点,不增加其低频切断值。
10.2.9检查是否满足扫出条件。a)关断光源,测量试样上直流电压Vde;b)若扫出条件满足:对n型硅,Vde≤1170/tF;或对p型硅,Va≤390/Tz,则进行10.2.10操作;c)10.2.9b)中给出的常数仅适用于试样尺寸类型B和类型C以及由8.5条中规定的光照长度3.0mm的试样。若采用其他尺寸试样,其条件由(8)式给出:Vl≤(10°LL)/(500·μ·tr)
式中:L。—-光照区域与负极接点(对n型硅)或与正极接点(对p型硅)间的距离,mm;L试样长度,mm;
u——少数载流子迁移率,cm2/V·s(见表4);Tr—---表观寿命,pus;
d)若不满足扫出条件,可降低试样电流减小Vd,这样会改变曲线形状,也将发生变化;e)重复10.2.7~10.2.9的操作,直至TF值是个常数且满足扫出条件。-(8)
注:若试样光照区域相对样品中心是非对称的(如光照区域的一端正位于试样中央),当试样上电流换向而值变化不超过5%时,才能满足扫出条件。10.2.10检查是否满足小注入条件:a)用与满足扫出条件相同的电流值,开启光源,测量光电压饱和值AV。;b)若满足小注入条件:对n型硅,△V/Va≤1.6×10-4,对p型硅,△V./V&≤4.8×10-4则进行10.2.11操作:
c)10.2.10b)中给出的常数仅适用于尺寸类型B和类型C及8.5条中规定的光照长度3.0mm试样,其他尺寸试样,由(9)式给出:(AV,/Vae)≤10-3 X (1 + (μmin/μmai)1 X (Li/L) 式中:Mmin—少数载流子迁移率,cm2/V·s;maj——多数载流子迁移率,cm2/V·s;L—试样长度,mm;
L-试样光照区域长度,mm;
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d)若不满足小注入条件.则减少光强度:1997
e)重复10.2.8~10.2.10d)的操作,直至满足小注入条件。注:当减小光强时,建议使用信号调节器(见8.6.2),以提高信噪比,10.2.11当扫出条件和小注入条件都满足时,调节示波器时间基准扫描速度,使脉冲光未端出现在示波器屏幕上。
10.2.12测量和记录波幅及其对应的衰减曲线上0.9△V。和0.1△V。间等距间隔的五.个点的衰减时间。
10.2.13将样品转动90,允许试样温度平均为27士1℃C。10.2.14在与前面相同的测试条件下测量和记录波幅及其对应的衰减曲线上0.9AV。和0.1AV。间等距间隔的五个点的衰减时间。
10.2.15对应于试样的每·个测量位置,在半对数In△V一f(t)坐标上标出波幅对应的时间值。10.2.16若得到的图象呈线性减少,则进行10.2.17操作。否则该试样不适于用本方法测量。10.2.17确定表观寿命.tF。对每一个测量位置,TF是半对数坐标图上对应于△V。和0.37△V。值及水平轴上相应时间值的斜率。
10.2.18求出这两个不同测量位置的r平均值。11测量结果的计算
11.1小注入条件下的体少数载流子寿命由(10)式计算。Tε = (tp-1 Rer)-1
式中:体少数载流子寿命,s,
Tr表观寿命,s;
Rsr表面复合率;标准样品的Rsr由表3给出,μs-。注:注意6.2.1中的复合及表2规定的可测最大体寿命。11.2对长度为L,宽为W,厚为T的长条形试样,Rs由(11)式求得:Ra = \D(L-2 + W-2 + T-2)
对于长为L,半径为的圆柱样品则:Rst = rD[L-2 + (9/16r2)]
少数载流子扩散系数,cm\/s。式中:D-—
12精密度
(10)
(11)
·(12)
本标准测量硅单晶体少数载流子寿命单个实验室测量精密度为土20%(R2S%),测量锗单晶体少数载流子寿命单个实验室测量精密度为士50%(R2S%)。13试验报告
试验报告应包括以下内容:
a)试样编号;
b)试样尺寸;
c)试样导电类型和电阻率;
d)试样上测量点及其光照区域的长(L,)、宽(W);e)光源种类;
f)直流电压降Vac,电压幅度峰值(方法A)或饱和值(方法B);g)是否使用了信号调节器(仅方法B);97
h)是否使用幅度修正(仅方法A);GB/T1553—1997
i)表观寿命测量值(如方法A中使用幅度修正);i)计算的体少子寿命;
k)本标准编号;
1)测试人员和日期。
A1范围
GB/T 1553-
—1997
附录A
(标准的附录)
硅单晶少数载流子寿命测定高频光电导衰减法本标准规定了硅单晶少数载流子寿命高频光电导衰减测量方法。本标准适用于硅单晶锭、块的少数载流了寿命测量,多用丁常规測量A2方法提要
本方法以直流光电导衰减法原理为基础,用高频电场代替直流电场,以电容耦合代替欧姆接触,以检测试样上电流的变化代替检测试样上电压的变化(见图A1)。不光照时,出高频源产生等高频正弦电流,通过试样与取样电阻R,在取样电阻两端产生高频电压。试样受光照时,产生附加光电导,流过试样到取样电阻R的高频电流幅值也相应增加。光照停止后,在小注入条件下,附加光电导按指数规律衰减,高频电流幅值增加部分也按指数规律衰减,取样电阻上形成的高频调蝠信号经检波和滤波、宽频放大器放大输入示波器,屏上显示一条指数衰减曲线,其时间常数即为非平衡少数载流子寿命,A3仪器设备
A3.1测量系统装置图
测量系统装置图见图A1。
A3.2光脉冲发生装置
光脉冲关断时间应小于所测寿命值的一半,重复频率为1~5次/s。注:当采用发光二极管作光源时,重复频率可达25次/s。高频源
宽频放大器
金波器
硅单晶
硅滤光片
取样电
脉冲示波器
图A1少数载流子寿命高频光电导衰减法测量电路示意图A3.3光学系统
透镜和滤光片分别构成聚光和滤光系统,聚光只改变光强而不改变光照面积、保证区域内光照均匀。滤光片由电阻率大于10α·cm的硅单晶片制成,厚度不小于1tmm,表面抛光牵镜而,A3.4高频电源
频率25~35MHz,低输出阻抗,输山功率不低于1W。
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