硅片少子寿命的直排四探针测试

用直排四探针方法测试硅抛光片的电阻率时 ,减少表面复合和增大测试电流故意引进注入使电阻率减少 ,根据电导率与少数载流子寿命成正指数增加的关系 ,求得少子寿命     

高频光电导衰减法测试Ge单晶少数载流子寿命

高频光电导衰减法是测量Ge单晶少数载流子寿命常用的方法,高频脉冲信号照射到单晶表面时,产生非平衡载流子,非平衡载流子的复合时间长短反映了少数载流子寿命的大小。电阻率越低,少数载流子寿命越小,仪器就难以测试。介绍了电阻率为0.03~0.04Ω.cm Ge单晶少数载流子寿命的测试方法。通过理论分析及实际测试,发现影响Ge单晶测试的主要因素有3个,即样品的表面状态、厚度及测试仪器的小注入水平。通过规范这些测试条件,能够测试低阻Ge单晶的少数载流子寿命。     

激光高频法测量硅单晶少子寿命

本工作采用波长1.06微米的机械调Q激光器作光源,用高频光电导衰减法测试电阻率在1～10欧-厘米范围内的硅单晶少子寿命,获得了较好的初步成果。这种改进寿命测试方法的特点是激光技术和高频无接触耦合,故定名为“激光高频法”,该方法所需设备和测试操作都不太复杂,适当改进后,可作为一种测试大规模集成电路用的低阻硅材料少子寿命的常规方法。     

1.1μm波段InGaAsP/InP DH LED的新应用——硅少数载流子寿命的测试

本文介绍了1.1微米波段InGaAsP/InP DH LED作为硅少数载流子测试光源的必要性,论述了这一新应用的意义。介绍了1.09μm InGaAsP/InPDH大功率LED的研制要点。最后给出了应用结果,硅少子寿命测试仪由于采用了取代氙灯的新型光源而使国内外长期不能测试低寿命、低电阻率、大直径硅单晶的技术难题得以解决。     

室温核辐射CdZnTe像素探测器的研制

采用布里奇曼法生长的CdZnTe(CZT)单晶,制成室温核辐射像素探测器.首先通过红外透过显微(IRTM)成像、电阻率测量以及单元探测器能谱响应测试等手段,综合评定了探测器用CZT晶体的质量,结果表明,晶片富Te相密度为28.43 mm-2且尺寸分布较均匀,电阻率为1010 Ω·cm;电子迁移率寿命积为1.07×10-...     

温度对CdZnTe载流子输运特性和能谱特性的影响

采用垂直布里奇曼法生长的CdZnTe(CZT)单晶,制备出单平面探测器。在210～300K温度范围内,测试了不同外加偏压作用下探测器的漏电流,并计算了低压下CZT的体电阻率。同时,在不同电场作用下,测试了CZT探测器对未经准直的241 Am@5.48 MeVα粒子脉冲响应信号的上升时间,计算出电子迁移率为1 360cm2/V-1s-1,并进一步推算出电子寿命随温度的变化规律。在220～300K温度范围内,对比了CZT探测器对241 Am@59.5keVγ射线的能谱响应结果,分析了载流子传输特性及器件性能随温度的变化规律。结果表明,在298～253K温度范围内,降低温度可以提高晶体的体电阻率,减少探测器工作时的漏电流,进而提高探测器的能量分辨率;但当温度低于253K时,电子寿命τe加剧减小,此时由上升时间起伏而引起的全能峰的展宽不能被忽略,导致探测器性能恶化。     

电阻率对电容法测Si片厚度的影响

在对电容法测量Si片厚度的原理分析基础上,根据电阻率与介质介电常数ε的对应关系,分析了用电容法测试Si片厚度时,电阻率及电阻率均匀性对测试结果的影响,并采用千分尺(有接触测试)、ADE6034及Wafer Check 7000(电容法测试)分别对不同电阻率及电阻率均匀性的样品进行测试比对。实验结果证明,电容法可以测量高电阻率Si片的厚度等几何参数,但不能测量电阻率均匀率较差的Si片。同时,校正电容法测量设备时,以校正样片电阻率与被测Si片电阻率范围接近为原则。     

40nm节点低阻接触栓的电迁移可靠性优化

研究了40 nm工艺中低阻值接触栓的电迁移性能的提升。高性能芯片要求接触栓电阻尽可能小,而接触栓尺寸的减小使低电阻率钨成为必然选择。新材料的引入和尺寸减小等因素使传统工艺中较为稳定的接触栓的电迁移可靠性面临新的挑战。通过减少电化学腐蚀、改善金属填充、强化界面结合力及减少应力失配等,形成综合性解决方案。最终封装级电迁移可靠性测试结果为:激活能Ea为0.92 eV,电流密度指数n为1.12,寿命为86.3年(超过10年的标准)。与最初工艺相比,消除了顶部腐蚀和中心空隙的缺陷形貌,接触栓电阻优于设计标准,抗电迁移寿命提高超过一千万倍,极大地提高了接触栓的电迁移性能。     

晶硅衬底参数对背接触太阳电池性能的影响

利用Silvaco-TCAD半导体器件仿真软件对n型插指背接触(IBC)晶硅太阳电池衬底参数进行了优化,全面系统地分析了晶硅衬底厚度、电阻率、少子寿命对IBC太阳电池量子效率、短路电流、开路电压、转换效率的影响.结果表明:晶硅衬底少子寿命是影响IBC太阳电池性能的最主要因素.少子寿命越高,电池转换效率越高.当晶硅衬底电阻率为2Ω·cm,少子寿命为500 μs时,最优的衬底厚度范围为60～65μm,IBC太阳电池转换效率约为22.5％.利用高质量晶硅材料制备IBC太阳电池时,可降低对衬底厚度的要求.当晶硅衬底厚度为150 μm、少子寿命为500μs时,最优衬底电阻率为0.3 Ω·cm,IBC太阳电池转换效率约为23.3％.少子寿命越低,IBC太阳电池最优的衬底电阻率越大.     

电阻法测试超薄膜厚度的研究

常规方法测试超薄膜的厚度存在很大困难。介绍一种测试约4nm PtSi厚度的电阻率法。先制备厚度约40nm的薄膜,测试出薄膜电阻率,再考虑超薄膜的表面效应、尺寸效应,推导出超薄膜电阻率与薄膜电阻率的关系式,测试超薄膜方电阻,计算出超薄膜厚度。给出了TEM晶格像验证结果,误差小于6%。实验表明该方法简单易行,对其他超薄膜厚度的测试提供了参考。     

初始埚位对单晶少子寿命的影响

在KX260晶体生长系统上装备24英寸(1英寸=2.54 cm)热场,装料量为120 kg。采用5种不同的初始埚位(-50,-60,-70,-80,-90 mm),其他工艺参数相同的晶体生长工艺,拉制了5根200 mm、p型、晶向〈100〉、电阻率2Ω.cm的单晶硅棒。待硅棒冷却后,取片进行少子寿命和氧含量的测试,根据所得数据分析不同初始埚位对少子寿命的影响。由分析结果得出结论:随着初始埚位的提升,单晶硅棒少子寿命逐渐降低。结合实际生产利润及硅片品质需要,最后得到最适合晶体生长的初始埚位是-70 mm。     

The effect of ionization and displacement damage on minority carrier lifetime

Based on 1 MeV electrons and 40 MeV Si ion irradiations, the contribution of ionization and displacement damage to the decrease in the minority carrier lifetime of gate controlled lateral PNP (GLPNP) transistors is investigated by gate sweeping (GS) technique. Molecular hydrogen is employed to increase the ionization radiation sensitivity and help to understand the relationship between the minority carrier lifetime and ionization damage. Experimental results show that 1 MeV electrons mainly induce ionization damage to GLPNP transistors, 40 MeV Si ions primarily produce displacement defects in silicon bulk. For 40 MeV Si ions, with increasing the irradiation dose, the densities of interface trap and oxide charge are almost no change, the minority carrier lifetime obviously decreases. The decrease of the minority carrier lifetime is due to bulk traps induce by 40 MeV Si ions. For 1 MeV electrons, with increasing the irradiation dose, the densities of interface trap and oxide charge for the GLPNP with and without soaked in H₂ increase, and the minority carrier lifetime decreases. Compared with the GLPNP transistors without soaking in H₂, the density of the interface traps the irradiated GLPNP transistors by 1 MeV electrons and soaked in H₂ are larger and the minority carrier lifetime is lower. Therefore, both ionization and displacement damage can induce the decreases in the minority carrier lifetime including bulk minority carrier lifetime and surface minority carrier lifetime.     

脉冲MOS结构少子产生寿命的统一表征

本文提出了一种采用脉冲ＭＯＳ结构测量少子产生寿命的统一表征谱方法，此方法基于任何一种收敛弛豫过程均可以转换成一种衰减的指数函数的思想，应用关以样原理获得脉冲ＭＯＳ结构瞬态电容差值谱，从谱图中我们可以直接得到关于少子产生寿命信息。本文综合了众多脉冲ＭＯＳ结构测量少子产生寿命的物理模型，分析了不同模型之间的精细差别。     

使用太赫兹快速探测器测量硅少数载流子寿命

利用脉冲触发信号在半导体中产生非平衡态载流子的方式,提出一种使用太赫兹连续源和超快速响应探头测量半导体少数载流子寿命的方法,用于表征半导体的瞬态载流子动力学过程。根据上述设计原理及思路,以泵浦光作为周期性激励信号,搭建出一套工作时间窗口为纳秒到秒量级,时间精度在纳秒量级的非接触式半导体少数载流子寿命测量系统,具有装置简单、操作方便、成本低廉等优点。使用搭建的系统对不同掺杂类型、不同掺杂浓度、不同厚度单晶硅的非平衡态少数载流子寿命进行测量。最后,通过改变泵浦光单脉冲能量,对单晶硅光生载流子寿命进行测量,结果表明单晶硅少数载流子寿命随着泵光能量的增大而变长。该系统所实现的宽工作窗口、高时间精度太赫兹快速过程的探测,可应用于太赫兹领域的快速成像和快速生物响应探测。     

Si基HgCdTe变面积光伏探测器的变温特性研究

通过变面积Si基HgCdTe器件变温I-V测试和暗电流特性拟合分析,研究了不同偏压下n-on-p型Si基HgCdTe光伏器件的暗电流成分与Si基HgCdTe材料少子扩散长度和少子寿命随温度的变化规律.在液氮温度下,随着反向偏压的增大器件的表面漏电流在暗电流中所占比重逐渐增加.在零偏压下,当温度低于200 K时材料的少子...     

Recombination level selection criteria for lifetime reduction in integrated circuits

In the past, lifetime control in integrated circuits has been done on an empirical basis. This paper introduces selection criteria for recombination centers which are to be used for reducing minority carrier lifetime in integrated circuits. It is shown that the recombination level should have a large lifetime ratio (τ_SC/τ_LL) in order to obtain minority carrier lifetime reduction with minimal increase in the leakage current, and should possess large capture cross section values in order to minimize compensation effects. Using these criteria, preferred locations for the recombination center have been defined for both p and n type silicon, and the trade-off between reduction of lifetime and increase in leakage current has been shown to degrade with increase in resistivity and ambient temperature. These criteria have also allowed a quantitative comparison between various lifetime control techniques for the first time, and platinum doping has been identified as the most favorable lifetime control process at the present time.     

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。     

高阻NTD-FZ-Si-P~+n结电子辐照缺陷能级N_2气氛的退火特性

报导了高阻（８１～１１０Ω·ｃｍ）ＮＴＤ ＦＺ Ｓｉ Ｐ＋ｎ结中电子辐照缺陷态的退火特性。在Ｎ２气氛保护下进行等时、等温退火,测量了它们的ＤＬＴＳ谱和相应的少数载流子寿命,并对结果进行了分析讨论。     

一种新的确定少子产生特性的方法--瞬态电容弛豫谱方法

本文基于差值取样谱定理,提出一种用于同时确定少子寿命及表面产生速度的新方法———瞬态电容弛豫谱方法,该方法利用谱的峰值位置和高度能同时、准确、唯一地得到少子寿命及表面产生速度．同时将该方法与Ｚｅｒｂｓｔ方法得到的结果进行了对比．