【高頻光電導衰減法少子壽命測試儀】
功能/作用介紹
簡介
少子壽命是指半導體非平衡載流子從產生到復合所經歷的平均生存時間。當半導體受到光、電等外界作用時，內部的平衡態受到破壞，這時載流子的產生超過復合，即產生非平衡載流子;外界作用停止后，載流子的復合超過產生，非平衡少數載流子因復合而逐漸消失，半導體回復平衡態。因此，少子壽命是衡量半導體材料性能的重要參數，也是評價半導體單晶質量和器件工藝條件最合適的方法之一。
少子壽命測量方法可以分為兩類，直接測試法和間接測量法。直接測試法是利用各類光或電脈沖注入，使半導體材料處于非平衡狀態，然后通過測量半導體材料電阻率的變化而測試出少子壽命值;間接測量法較為繁瑣，通過測量相關的物理參數，由兩次測量的數據，經過理論計算，得出少子壽命值。高頻光電導衰退法是一種常用的直接測試方法，它可以通過直接觀測少子的復合衰減過程測得材料的少子壽命值。以這種方法測試半導體材料的少子壽命有助于加深對半導體非平衡載流子理論的理解。
半導體少子壽命測試儀，國內產品種類不多，性能一般;國外產品型號繁多較為成熟，原理也多種多樣，但設備過于昂貴。因此，有必要研制一種性價比較高、適合高校實驗教學使用的少子壽命測試儀。
哈爾濱工業大學研制的少子壽命測試儀是以高頻光電導衰減法對半導體材料的少子壽命進行測試的實驗設備。該設備主要由高頻振蕩源、樣品臺、脈沖光源、專用信號處理電路(檢波器、放大器等)，以及示波器構成。高頻振蕩源產生的高頻載波通過電容方式與樣品耦合，脈沖光源用閃光燈對樣品光注入，濾波電路去除噪聲干擾，檢波電路檢出高頻載波在閃光燈照射后幅度的變化，最后用示波器顯示少子濃度衰減曲線。
具體技術指標：最大樣片尺寸：45×50mm;耦合電容范圍：0.001 ～ 0.005μF;光照范圍: 10mm×35mm;壽命測量范圍：10μs～ 100ms。
本設備性能穩定，靈敏度高，壽命測量范圍大，操作方法簡單，可以直接觀察半導體材料的光電導衰退過程(△V-t曲線)。經簡單實驗數據處理即可獲得半導體少子壽命值。
本設備適用范圍廣泛，作為高校實驗教學儀器，主要是面向電子信息科學與技術專業、微電子學專業等，為“半導體物理”、“半導體材料”、“微電子工藝”等課程實驗服務，可開出2學時演示型：“高頻光電導衰減法少子壽命測量”實驗，有配套的實驗指導書。本系統也適用于微電子領域科研院所，作為半導體材料、半導體工藝研究用少子壽命測量、工藝條件分析實驗儀器。
作品名稱：高頻光電導衰減法少子壽命測試儀
完成單位：哈爾濱工業大學
