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美國(guó)sinton少子壽命測(cè)試儀WCT-120，Suns-Voc

Sinton instruments 少子壽命測(cè)試儀 硅片少子壽命測(cè)試系統(tǒng) wct-120

硅片少子壽命測(cè)試系統(tǒng)

美國(guó)Sinton WCT-120少子壽命測(cè)試儀器采用了獨(dú)特的測(cè)量和分析技術(shù)，包括類(lèi)似平穩(wěn)狀態(tài)photoconductance (QSSPC)測(cè)量方法。可靈敏地反映單晶體重金屬污染及陷阱效應(yīng)表面復(fù)合效應(yīng)等缺陷情況。WCT一個(gè)高度被看待的研究和過(guò)程工具。QSSPC終身測(cè)量也產(chǎn)生含蓄的打開(kāi)電路電壓(對(duì)照明)曲線，與*后的I-V曲線是可比較的在一個(gè)太陽(yáng)能電池過(guò)程的每個(gè)階段。

美國(guó)Sinton WCT-120少子壽命測(cè)試儀器采用了獨(dú)特的測(cè)量和分析技術(shù)，包括準(zhǔn)穩(wěn)定態(tài)光電導(dǎo)(QSSPC)測(cè)量方法?？伸`敏地反映單、多晶硅片的重金屬污染及陷阱效應(yīng)，表面復(fù)合效應(yīng)等缺陷情況。WCT在大于20%的超高效率太陽(yáng)能電池(HIT，MWT，EWT，PREL，等等)的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中是一種被廣泛選用的必備檢測(cè)工具。這種QSSPC測(cè)量少子壽命的方法可以在電池生產(chǎn)的中間任意階段得到一個(gè)類(lèi)似光照IV曲線的開(kāi)路電壓曲線，可以結(jié)合*后的IV曲線對(duì)電池制作過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控和參數(shù)優(yōu)化。

主要應(yīng)用：分布監(jiān)控和優(yōu)化制造工藝

其它應(yīng)用：

· 檢測(cè)原始硅片的性能

· 測(cè)試過(guò)程硅片的重金屬污染狀況

· 評(píng)價(jià)表面鈍化和發(fā)射極擴(kuò)散摻雜的好壞

· 用得到的類(lèi)似IV的開(kāi)壓曲線來(lái)評(píng)價(jià)生產(chǎn)過(guò)程中由生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成的漏電。

主要特點(diǎn)：

· 只要輕輕一點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)硅片的關(guān)鍵性能測(cè)試，包括表面電阻，少子壽命，陷阱密度，發(fā)射極飽和電流密度和隱含電壓。

少子壽命測(cè)試儀 硅片少子壽命測(cè)試系統(tǒng) wct-120

常見(jiàn)問(wèn)題：

美國(guó)Sinton WCT-120與WT-2000測(cè)少子壽命的差異？

WCT用的是Quasi-Steady-State Photoconductance（QSSPC）準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)衰減法，而WT2000是微波光電導(dǎo)衰減法。

WCT-120準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)法測(cè)少子壽命的原理？

WCT用的是Quasi-Steady-State Photoconductance（QSSPC準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)）

準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)衰減法（QSSPC）和微波光電導(dǎo)衰減法（MWPCD）的比較？

QSSPC方法優(yōu)越于其他測(cè)試壽命方法的一個(gè)重要之處在于它能夠在大范圍光強(qiáng)變化區(qū)間內(nèi)對(duì)過(guò)剩載流子進(jìn)行**測(cè)量，同時(shí)可以結(jié)合 SRH模型，得出各種復(fù)合壽命，如體內(nèi)缺陷復(fù)合中心引起的少子復(fù)合壽命、表面復(fù)合速度等隨著載流子濃度的變化關(guān)系。

MWPCD方法測(cè)試的信號(hào)是一個(gè)微分信號(hào)，而QSSPC方法能夠測(cè)試少子壽命的真實(shí)值，MWPCD在加偏置光的情況下，結(jié)合理論計(jì)算可以得出少子壽命隨著過(guò)剩載流子的變化曲線，而QSSPC直接就能夠測(cè)得過(guò)剩載流子濃度，因此可以直接得出少子壽命與過(guò)剩載流子濃度的關(guān)系曲線，并且得到PN結(jié)的暗飽和電流密度；MWPCD由于使用的脈沖激光的光斑可以做到幾個(gè)到十幾個(gè)，甚至更小的尺寸，在照射過(guò)程中，只有這個(gè)尺寸范圍的區(qū)域才會(huì)被激發(fā)產(chǎn)生光生載流子，也就是得到的結(jié)果是局域區(qū)域的差額壽命值，這對(duì)于壽命分布不均勻的樣品來(lái)說(shuō)，結(jié)果并不具備代表性。

少子壽命測(cè)試儀性能參數(shù)：

1. 測(cè)量原理：QSSPC（準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)）；

2. 少子壽命測(cè)量范圍：100 ns-10 ms；

3. 測(cè)試模式：QSSPC，瞬態(tài)，壽命歸一化分析；

4. 電阻率測(cè)量范圍：3–600 (undoped) Ohms/sq.；

5. 注入范圍：1013-1016cm-3；

6. 感測(cè)器范圍：直徑40-mm；

7. 測(cè)量樣品規(guī)格：標(biāo)準(zhǔn)直徑: 40–210 mm （或更小尺寸）；

8. 硅片厚度范圍：10–2000 μm；

9. 外界環(huán)境溫度：20°C–25°C；

10. 功率要求：測(cè)試儀： 40 W ， 電腦控制器：200W ，光源：60W；

11. 通用電源電壓：100–240 VAC 50/60 Hz；

晶體硅硅片、規(guī)定以及工藝過(guò)程中l(wèi)ifetime測(cè)試技術(shù)

晶體硅太陽(yáng)能電池少子壽命測(cè)試方法

少數(shù)載流子壽命（Minority carriers life time）：

（1）基本概念：

載流子壽命就是指非平衡載流子的壽命。而非平衡載流子一般也就是非平衡少數(shù)載流子（因?yàn)橹挥猩贁?shù)載流子才能注入到半導(dǎo)體內(nèi)部、并積累起來(lái)，多數(shù)載流子即使注入進(jìn)去后也就通過(guò)庫(kù)侖作用而很快地消失了），所以非平衡載流子壽命也就是指非平衡少數(shù)載流子壽命，即少數(shù)載流子壽命。例如，對(duì)n型半導(dǎo)體，非平衡載流子壽命也就是指的是非平衡空穴的壽命。

對(duì)n型半導(dǎo)體，其中非平衡少數(shù)載流子——空穴的壽命τ，也就是空穴的平均生存時(shí)間，1/τ就是單位時(shí)間內(nèi)空穴的復(fù)合幾率，Δp/τ稱(chēng)為非平衡空穴的復(fù)合率 (即n型半導(dǎo)體中單位時(shí)間、單位體積內(nèi)、凈復(fù)合消失的電子-空穴對(duì)的數(shù)目)；非平衡載流子空穴的濃度隨時(shí)間的變化率為dΔp /dt =－Δp /τp， 如果τp與Δp 無(wú)關(guān)， 則Δp 有指數(shù)衰減規(guī)律：Δp = (Δp) exp( -t/τp ) 。 實(shí)驗(yàn)表明， 在小注入條件 (Δp<。應(yīng)當(dāng)注意的是，只有在小注入時(shí)非平衡載流子壽命才為常數(shù)，凈復(fù)合率才可表示為－Δp/τp；并且在小注入下穩(wěn)定狀態(tài)的壽命才等于瞬態(tài)的壽命。

（2）決定壽命的有關(guān)因素：

不同半導(dǎo)體中影響少數(shù)載流子壽命長(zhǎng)短的因素，主要是載流子的復(fù)合機(jī)理（直接復(fù)合、間接復(fù)合、表面復(fù)合、Auger復(fù)合等）及其相關(guān)的問(wèn)題。對(duì)于Si、Ge等間接躍遷的半導(dǎo)體，因?yàn)閷?dǎo)帶底與價(jià)帶頂不在Brillouin區(qū)的同一點(diǎn)，故導(dǎo)帶電子與價(jià)帶空穴的直接復(fù)合比較困難（需要有聲子等的幫助才能實(shí)現(xiàn)——因?yàn)橐獫M足載流子復(fù)合的動(dòng)量守恒），則決定少數(shù)載流子壽命的主要因素是通過(guò)復(fù)合中心的間接復(fù)合過(guò)程。從而，半導(dǎo)體中有害雜質(zhì)和缺陷所造成的復(fù)合中心（種類(lèi)和數(shù)量）對(duì)于這些半導(dǎo)體少數(shù)載流子壽命的影響極大。所以，為了增長(zhǎng)少數(shù)載流子壽命，就應(yīng)該去除有害的雜質(zhì)和缺陷；相反，若要減短少數(shù)載流子壽命，就可以加入一些能夠產(chǎn)生復(fù)合中心的雜質(zhì)或缺陷（例如摻入Au、Pt，或者采用高能粒子束轟擊等）。對(duì)于GaAs等直接躍遷的半導(dǎo)體，因?yàn)閷?dǎo)帶底與價(jià)帶頂都在Brillouin區(qū)的同一點(diǎn)，故決定少數(shù)載流子壽命的主要因素就是導(dǎo)帶電子與價(jià)帶空穴的直接復(fù)合過(guò)程。因此，這種半導(dǎo)體的少數(shù)載流子壽命一般都比較短。當(dāng)然，有害的雜質(zhì)和缺陷將有更進(jìn)一步促進(jìn)復(fù)合、減短壽命的作用。

（3）少數(shù)載流子壽命對(duì)半導(dǎo)體器件的影響：

對(duì)于主要是依靠少數(shù)載流子輸運(yùn)（擴(kuò)散為主）來(lái)工作的雙極型半導(dǎo)體器件，少數(shù)載流子壽命是一個(gè)直接影響到器件性能的重要參量。這時(shí)，常常采用的一個(gè)相關(guān)參量就是少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度L（等于擴(kuò)散系數(shù)與壽命之乘積的平方根），L即表征少數(shù)載流子一邊擴(kuò)散、一邊復(fù)合所能夠走過(guò)的平均距離。少數(shù)載流子壽命越長(zhǎng)，擴(kuò)散長(zhǎng)度就越大。

對(duì)于BJT，為了保證少數(shù)載流子在基區(qū)的復(fù)合盡量少（以獲得很大的電流放大系數(shù)），則必須把基區(qū)寬度縮短到少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度以下。因此，要求基區(qū)的少數(shù)載流子壽命越長(zhǎng)越好。

少子濃度主要由本征激發(fā)決定，所以受溫度影響較大。

簡(jiǎn)介：

少子壽命是半導(dǎo)體材料和器件的重要參數(shù)。它直接反映了材料的質(zhì)量和器件特性。能夠準(zhǔn)確的得到這個(gè)參數(shù)，對(duì)于半導(dǎo)體器件制造具有重要意義。

少子，即少數(shù)載流子，是半導(dǎo)體物理的概念。 它相對(duì)于多子而言。

半導(dǎo)體材料中有電子和空穴兩種載流子。如果在半導(dǎo)體材料中某種載流子占少數(shù)，導(dǎo)電中起到次要作用，則稱(chēng)它為少子。如，在 N型半導(dǎo)體中，空穴是少數(shù)載流子，電子是多數(shù)載流子；在P型半導(dǎo)體中，空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子。

多子和少子的形成:五價(jià)元素的原子有五個(gè)價(jià)電子，當(dāng)它頂替晶格中的四價(jià)硅原子時(shí)，每個(gè)五價(jià)元素原子中的四個(gè)價(jià)電子與周?chē)膫€(gè)硅原子以共價(jià)鍵形式相結(jié)合，而余下的一個(gè)就不受共價(jià)鍵束縛，它在室溫時(shí)所獲得的熱能足以便它掙脫原子核的吸引而變成自由電子。出于該電子不是共價(jià)鍵中的價(jià)電子，因而不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生空穴。而對(duì)于每個(gè)五價(jià)元素原子，盡管它釋放出一個(gè)自由電子后變成帶一個(gè)電子電荷量的正離子，但它束縛在晶格中，不能象載流子那樣起導(dǎo)電作用。這樣，與本征激發(fā)濃度相比，N型半導(dǎo)體中自由電子濃度大大增加了，而空穴因與自由電子相遇而復(fù)合的機(jī)會(huì)增大，其濃度反而更小了

少子壽命是半導(dǎo)體材料和器件的重要參數(shù)。它直接反映了材料的質(zhì)量和器件特性。能夠準(zhǔn)確的得到這個(gè)參數(shù)，對(duì)于半導(dǎo)體器件制造具有重要意義。

少子是因電子脫離的原子，多子因電子加入而形成的原子.

少子壽命Life Time即少子形成到少子與多子結(jié)合的時(shí)間.