一种测量硅中少子扩散长度和复合寿命的新方法

少子扩散长度和少子复合寿命是硅片的重要参量.本文介绍了在硅片上制造突变结的二极管来测量和计算硅片中的少子扩散长度和少子复合寿命的新方法,其基本原理就是依据肖克莱方程所显示的二极管伏安特性.该方法还适用于改变测试温度的条件,由此可获得不同温度下的少子扩散长度和少子复合寿命这二个参量的数值.     

一种测量硅中少子扩散长度和复合寿命的新方法

少子扩散长度和少子寿命是硅片的重要参量.本文介绍了在硅片上制造突变结的二极管来测量和计算硅片中的少子扩散长度和少子复合寿命的方法,其基本原理就是依据肖克莱方程所显示的二极管伏安特性.该方法还适用于改变测试温度的条件,由此可获得不同温度下的少子扩散长度和少子复合寿命这二个参量的数值.     

用微波光电导谱研究半导体薄片的少子扩散长度和表面复合速度

当半导体薄片同时受到微波和光照射时,通过样品的微波传输系数与光的波长有关,当光的波长连续地变化时,微波传输系数也连续地变化。本文分析了在半导体薄片中的少子扩散长度、少子寿命及表面复合速度与上述微波传输系数的变化△T之间的关系,并通过测量半导体薄片的微波光电导谱计算这些参数。研究表明,可以从微波光电导谱中的△T的峰值位置直接算出少子扩散长度。这是一种无接触、无损伤的快速测试方法,测试区域是直径为3mm的一个圆斑,样品可以在测试台上自由移动。本方法的测试结果与其它方法所得的结果是较为一致的。     

铂扩散快恢复二极管特性的研究

描述了用直拉单晶(CZ)硅片采取铂液态源扩散的方法控制少子寿命,以达到减小快恢复二极管的反向恢复时间的目的.通过一系列的实验对铂扩散二极管的特性进行研究,分析了铂扩散二极管的反向恢复时间TRR、正向压降VF以及漏电流IR等参数之间的关系,并分析了反向恢复时间TRR的温度特性.得到TRR与VF之间的理想折衷:TRR为80～500 ns,VF控制在0.9～1.3 V.不但使TRR与VF的折衷有了较大的改善,而且在材料上采用了成本较低的直拉单晶硅片代替成本较高的外延片.分析了铂扩散温度和时间对反向恢复时间TRR和正向压降VF的影响,理论上解释了各主要参数之间相互影响的原因.     

玻璃钝化硅快恢复整流二极管

本文对２ＣＮ６型玻璃钝化硅快恢复整流二极管的结构设计和制造工艺进行了深入分析，确定了合理的结构参数和先进的工艺流程，选用合适电阻率和厚度的Ｎ型硅单晶片，采用磷、硼深扩散，精确控制基区宽度形成Ｐ＾＋ＮＮ＾＋结构；铂扩散降低少子寿命τ，从而缩短反向恢复时间τｒｒ；双面蒸铝得到铝硅欧姆接触以降低正向压降ＶＦＭ；钼柱过渡高温冶金焊接确保抗拉强度，并与硅芯片及玻璃实现良好热匹配；化学腐蚀形成台面降低表面电场     

量值恒定的表面光电压法测量半导体少子扩散长度的研究

为了在保持材料完整性的基础上,对单晶硅材料的质量进行评价,设计了一种利用表面光电压测量半导体少子扩散长度的系统.系统采用斩波器、单色仪和锁相放大器来获取半导体表面光电压信息,利用表面光电压与材料的光吸收系数的关系得出半导体少子扩散长度,重点阐述了系统的测量原理及各个模块的设计与实现方法.检测结果表明,量值恒定的表面光电压法用于测量半导体少子扩散长度能达到预期的效果.     

现代快恢复二极管设计方法的研究

基于改善快恢复二极管的的动态特性,通过对二极管的横、纵向参数来进行分析,理论上提出了快恢复二极管的设计方法,并且结合SILVACO-TCAD仿真软件进行验证;得出了现代快恢复二极管应降低阳极浓度、减小基区少子寿命,采用加缓冲层的结论;这种结构极大的改善了快恢复二极管的正向导通特性,达到了优化动态特性的目的。     

近红外单光子读取电路

近红外单光子读取电路读取盖革模式下的雪崩光电二极管雪崩信号。采用两个ps级的可编程ECL延时芯片,获得可调的门控脉冲,控制雪崩光电二极管（APD）死时间和淬灭雪崩信号,同时减少后脉冲的影响。详细介绍了门控脉冲产生模块、死时间控制模块以及雪崩信号提取电路。主要采用延迟鉴别、边沿锁存的方法提取雪崩光电二极管雪崩信号。在整个实验过程中,雪崩光电二极管工作温度为-55℃,脉冲宽度10 ns,门控频率1 MHz和10 MHz,激光器激光波长1 550 nm,单光子探测器是PGA-400InGaAs雪崩光电二极管。     

半导体薄片少子寿命和表面复合速度的计算方法

用光电导衰退法测量半导体薄片的少子寿命时,由于表面复合的影响,通常从光照后少子衰退曲线中算得的表观寿命与实际的体寿命是相差很大的.本文给出了少子扩散方程的一种解法,计算表明,少子光电导衰退曲线用本方法解出的一次模和二次模的叠加来表示已是足够了.可以利用算得的一次模、二次模表达式从少子衰退曲线中算出表面复合速度和少子体寿命,其计算方法是比较方便的.本文还给出了一些实验和计算结果.     

瞬态光响应法测试中波碲镉汞器件少子寿命的新方法

在测试中波碲镉汞光伏器件的瞬态响应时,当激光光斑照射器件表面位置距离光敏面较远时,器件表现为特殊的双峰脉冲响应现象,分析表明出现这种异常双脉冲现象的原因是光敏区内的少子漂移和光敏区外侧向收集的少子扩散有时间上的差异。通过对器件施加反向偏压,脉冲响应随反向偏压的增大由双峰变成单峰的实验结果,验证了少子侧向收集是导致器件形成双峰的主要原因。对第二个峰拟合得到p区的少数载流子寿命。将瞬态响应获得的少子寿命与该p型中波碲镉汞材料的理论计算和光电导衰退法得到的少子寿命相对比,发现三种方式得到的少子寿命随温度的变化趋势基本一致,这说明了可以通过瞬态光响应得到中波碲镉汞器件的少子寿命。     

无接触法测量多晶硅材料的少子扩散长度

用微波光电导谱仪无接触、非破坏性地测量了多晶硅的微波光电导谱,推导了由光电导谱计算多晶硅样品的少子扩散长度和表面复合速度的计算方法,并由此算得了样品的少子扩散长度和表面复合速度。测试区域是一个直径为3mm的圆斑。这是一种简便而又准确的测试方法。这样的方法还适用于GaAs薄片材料少子扩散长度的测量和计算。     

非故意掺杂吸收层InP/InGaAs异质结探测器研究

为了获得低噪声铟镓砷（InGaAs）焦平面,需要采用高质量的非故意掺杂InGaAs（u-InGaAs）吸收层进行探测器的制备。采用闭管扩散方式,实现了Zn元素在u-InGaAs吸收层晶格匹配InP/In_0.53Ga_0.47As异质结构材料中的P型掺杂,利用扫描电容显微技术(SCM)对Zn在材料中的扩散过程进行了研究,结果表明,随着扩散温度和时间增加,p-n结结深显著增加,u-InGaAs吸收层材料的扩散界面相比较高吸收层浓度材料（5×1016 cm?3）趋于缓变。根据实验结果计算了530 ℃下Zn在InP中的扩散系数为1.27×10?12 cm2/s。采用微波光电导衰退法(μ-PCD)提取了InGaAs吸收层的少子寿命为5.2 μs。采用激光诱导电流技术(LBIC)研究了室温下u-InGaAs吸收层器件的光响应分布,结果表明:有效光敏面积显著增大,对实验数据的拟合求出了少子扩散长度L_D为63 μm,与理论计算基本一致。采用u-InGaAs吸收层研制的器件在室温(296 K)下暗电流密度为7.9 nA/cm2,变温测试得到激活能E_a为0.66 eV,通过拟合器件的暗电流成分,得到器件的吸收层少子寿命τ_p约为5.11 μs,与微波光电导衰退法测得的少子寿命基本一致。     

用脉冲恢复技术测量HgCdTe二极管基区少数载流子寿命

脉冲恢复技术是一种利用PN结器件特性来确定载流子寿命的方法,最早用于Si器件。当二极管处于正向偏置时,正向电流I_F主要是注入到基区的少数载流子。当正向偏置跃变为反向偏置时,可以观察到一个由两部分组成的电流瞬变。第一部分是一个延续时间为t_s(称存贮时间)的恒定反向电流I_R,在这段时间内结电压仍然是正的,且基本保持不变,     

注入水平对测试少子扩散长度影响的计算机模拟

通过计算机数值求解半导体的基本方程，模拟了表面光伏（ＳＰＶ）法测量Ｎ型硅少子扩散长度时注入水平对测量值的影响。结果表明，当注入水平较高时，少子扩散长度的测量值变长。模拟结果与已公开发表的实验结果一致。     

新型低损耗快速薄发射极晶闸管关断时间和通态压降的分析

本文利用非对称ｐｉｎ二极管模型，对新型多晶硅接触薄发射极晶闸管关断时间和通态压降之间的折衷关系进行了较为详细的理论分析和实验研究，并与常规结构进行了比较，数值计算和实验结果表明，在合适的薄发射区厚度和杂质总量下，不但关断时间较常规结构缩短约１．５倍的因子，而且通态压降也低于常规结构；更有意义的是，当ｎＢ基区少子寿命减小到合适值时，关断时间进一步缩短到常晶闸管的１／２．５～１／３，而通态特性没有恶化。     

新型低损耗快速薄发现极晶闸管关断时间和通态压降的分析

本文利用非对称ｐｉｎ二极管模型，对新型多晶硅接触薄发现极晶闸管关断时间和通态压降之间的折衷关系进行了较了详细的理论分析和实验研究，并与常规结构进行了比较，数值计算和实验结果表明，在合适的薄发射区厚度和杂质总量下，不但关断时间较常规结构缩短约１．５倍的因子，而且通态压降也低于常规结构；更有意义的是，当ｎＢ基区少子寿命减小到合适值时，关断时间进一步缩短到常晶闸管的１／２．５－１／３，而通态特性没有恶化     

InGaAs/InP雪崩光电二极管暗电流机理研究

基于InGaAs/InP雪崩光电二极管,讨论吸收层厚度和少子寿命以及倍增层厚度和少子寿命对暗电流的影响。研究表明,吸收层厚度影响热产生复合(shockley-read-hall, SRH)和缺陷辅助隧穿(trap-assisted tunneling, TAT)暗电流大小,而倍增层厚度则对TAT和直接隧穿(band-band tunneling, BBT)暗电流影响较大。少子寿命可以等效为缺陷的影响,因而对与缺陷相关的SRH和TAT暗电流影响较大。对暗电流机理的分析,为研究低暗电流高信噪比的雪崩器件提供良好的理论预测。     

新型阶梯变掺杂SiC漂移阶跃恢复二极管

漂移阶跃恢复二极管(DSRD)一般应用于超宽带脉冲信号源,可以将纳秒级高压脉冲换向负载,这对于输出脉冲的上升前沿有很高的要求.文章提出了一种具有基区变掺杂的新型宽禁带材料漂移阶跃恢复二极管,将传统的基区掺杂变为阶梯式的浓度分布,基区内形成由浓度差导致的内建电场,该内建电场在DSRD放电回路反向泵浦阶段调节载流子分布,并...     

样品厚度对表面光电压法测试少子扩散长度的影响

本文定量分析了样品厚度d及单色光的透入深度α~(-1)对表面光电压法测试少于扩散长度的影响,并从实验上进行了验证.本文还讨论了样品厚度对两点法直读少子扩散长度测试结果的影响,并给出从测得的表观扩散长度定出真实扩散长度的方法.观察了光生非平衡载流子的注入水平对扩散长度测试结果的影响.     

基于噪声平衡抑制的近红外单光子高速探测方法

针对现有基于尖峰噪声电容平衡方法的单光子探测技术工作频率较低的问题,设计了利用高速二极管平衡的InGaAs/InP雪崩光电二极管信号提取方案.配合高速信号处理电路,实现了工作频率最高达700 MHz的近红外单光子探测器.雪崩二极管制冷至218 K,在脉宽小于1 ns、重复频率700 MHz的门脉冲触发下,当探测效率为10%时,暗计数率为7×10~(-6)/pulse,后脉冲率为7.4%.该方案提供了一种重复频率连续可调宽带高速单光子探测方法,结构简单且性能良好.