具体测试对象:
半导体体单晶及外延片(Si、GaAs、InP等)
补偿型或高阻半导体薄膜、非晶硅及多晶硅薄膜
二维半导体材料、钙钛矿半导体薄膜、量子点薄膜等
原理:以短脉冲光照射半导体样品激发非平衡载流子,使样品电导率瞬间增大。光脉冲结束后,非平衡载流子通过复合逐渐衰减,电导率随之恢复至暗态值。通过串联电阻或微波反射法连续记录光生电压或微波功率的衰减曲线,由衰减时间常数提取载流子寿命。
作用:测定半导体少数载流子复合寿命,该参数直接影响双极器件开关速度、太阳能电池转换效率及探测器响应速度。可评价表面钝化工艺效果,分析深能级缺陷对载流子复合的贡献,区分体复合与表面复合的相对权重,为材料生长质量与工艺洁净度提供灵敏的判据。
样品须制备欧姆接触电极或采用非接触微波探测构型。接触式测量要求电极接触电阻远小于样品体电阻,且样品形状规则以计算光电导几何因子。非接触式要求样品置于微波腔或耦合线圈中,衬底须为高阻材料以避免旁路导电。样品表面须洁净,表面复合速度尽可能低以体现实测体寿命。光脉冲波长须短于吸收边以确保光生载流子分布于样品近表面或体区可控,脉冲宽度须远短于待测载流子寿命。测试全程须在屏蔽暗箱中进行。
3.1接触式测量中的RC时间常数限制。
串联电阻法通过取样电阻将光电流转换为电压,取样电阻与样品电容及引线寄生电容构成RC低通滤波网络。若该RC时间常数大于载流子寿命,实测衰减曲线实为电路响应而非材料本征衰减,尤其在高阻样品中该问题突出。须选用小阻值取样电阻并优化布线以最小化寄生电容,以已知快响应标准样品校验系统响应时间。

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