少子寿命
少子寿命测试原理
Slip lines
Oxygen striations
OSF ring
PROCESS INDUCED DEFECTS/Fe MAPPING
Fe Fe Fe Contaminated vacuum chuck Boat contamination Fe detection
•
- μ-PCD法
微波光电导衰减法(μ-PCD法)相对于其他方法，有如下特点： 无接触、无损伤、快速测试 能够测试较低寿命 能够测试低电阻率的样品（最低可以测0.1ohmcm的样品） 既可以测试硅锭、硅棒，也可以测试硅片或成品电池 样品没有经过钝化处理就可以直接测试 既可以测试P 型材料，也可以测试N 型材料 对测试样品的厚度没有严格的要求 该方法是最受市场接受的少子寿命测试方法
- 在多晶浇铸生产中：
1. 硅锭工艺质量控制 2. 根据少子寿命分布准确判断去头尾位置
- 电池生产中：
1. 进片检查 ；氮化硅钝化；金属化等
- 单晶生长及单晶硅片
APPLICATIONS
CRYSTAL GROWTH DEFECTS
15.0
14.0
13.0 0 1000 2000 3000 4000
Bias Light [mSun]
τaverage=11.8μs
τaverage=17.1μs
少子寿命测试仪的介绍
WT-2000 WT-1000 单点 硅片
多功能扫描系统，可选配： u-PCD / carrier lifetime （少子寿命） SPV / diffusion length （扩散长度） LBIC / photovoltaic response （光诱导电流） bias light for all aboves （各种偏置光） reflectance / efficiency loss （反射率测试） eddy current resistivity （电阻率测试） thickness and thickness variation （厚度测试） Non-contact sheet resistance （方块电阻测试)
少子寿命计算公式
少子寿命计算公式少子寿命是半导体物理中的一个重要概念，它对于理解和优化半导体器件的性能具有关键作用。
在这，咱就来好好聊聊少子寿命的计算公式。
咱先说说啥是少子寿命。
在半导体中，多数载流子叫多子，少数载流子就叫少子。
少子寿命呢，简单说就是少子从产生到消失所经历的平均时间。
这时间长短可太重要啦，直接影响着半导体器件的工作效率和稳定性。
那少子寿命咋算呢？常见的计算公式有好几种。
比如说，通过瞬态光电导衰减法，公式可以写成：τ = 1 / (Δn / Δt) ，这里的τ就是少子寿命，Δn 是少子浓度的变化量，Δt 是时间的变化量。
还有一种叫表面复合速度法，这时候公式就变成了：τ = L² / D ，其中 L 是样品的厚度，D 是少子的扩散系数。
给您举个例子吧。
有一回，我在实验室里带着几个学生做实验，研究一个硅片的少子寿命。
我们按照实验步骤，先给硅片加上特定的光照，产生了少子。
然后用精密的仪器测量少子浓度随时间的变化。
那真是个紧张又兴奋的过程，大家眼睛都紧紧盯着仪器屏幕上的数据跳动。
其中一个学生，叫小李，特别认真，手里拿着笔不停地记录。
结果算出来的少子寿命和预期的不太一样。
我们就一起从头开始检查实验步骤，发现是测量少子浓度的时候，有个仪器的参数设置错了。
重新调整后再做，终于得到了准确的数据。
那时候，大家脸上都露出了开心的笑容。
通过这个例子您能看出来，计算少子寿命可不是个简单的事儿，实验过程中的每一个环节都得特别仔细，稍有差错，结果就可能差之千里。
再说说在实际应用中，少子寿命的计算对半导体器件的设计和制造那可是意义重大。
比如在太阳能电池里，要是能准确算出少子寿命，就能优化电池结构，提高光电转换效率，让太阳能电池更给力。
总之，少子寿命的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱认真学习，多做实验，多积累经验，就能把它掌握好，为半导体领域的发展贡献一份力量。
希望通过我上面的这些讲解，能让您对少子寿命的计算公式有个更清楚的认识。
少子寿命测试
• 有效寿命
是发生在Si片或者太阳能电池不同区域的所有复合损失叠加的净 是发生在 片或者太阳能电池不同区域的所有复合损失叠加的净 结果数学的表述是非常有用的。 结果数学的表述是非常有用的。
1
τ eff
=
1
τ bulk
+
1
1
τ surface
τ bulk
=
1
τ rad
+
1
τ auger
+
1
τ SRH
复合
瞬态脉冲光注入产生的过剩载流子
σ (t ) ⇐ R(t )
微波反射率） （R微波反射率） 微波反射率
瞬态曲线进行渐进单指数衰减～ 瞬态曲线进行渐进单指数衰减～ exp( −t / τ eff )
少子寿命测试 －－－－MW－－－－MW-PCD
工作原理
1: 它是一种瞬态方法。 它是一种瞬态方法。 2: 优点:对于过剩载流子的测量不是绝对的，而是相对测量。 优点:对于过剩载流子的测量不是绝对的，而是相对测量。 3: 缺点:瞬态方法测量短的载流子寿命，需要快的电子学记录非常快的光脉冲和光电 缺点:瞬态方法测量短的载流子寿命， 导衰减信号。 导衰减信号。
4: 微波反射率探测光电导
∆P = Pin
dR (σ ) ∆σ dσ
5: 反射率与光电导完全不是线性关系，这就限制了MW-PCD方法在小信号方面的 反射率与光电导完全不是线性关系，这就限制了MW-PCD方法在小信号方面的
应用，解决方法：在脉冲光激发的同时加上偏置光，研究寿命与载流子浓度之 应用，解决方法：在脉冲光激发的同时加上偏置光， 间的关系。 间的关系。 6：MW-PCD的敏感因子dR（σ）/dσ写为 A（σ）＝C/σ1.5 ，因此对于高电导（低电 MW-PCD的敏感因子 （ 的敏感因子dR /dσ写为 ）＝C/σ 因此对于高电导（ 阻）样品的敏感度降低，适用于低电导（高电阻）样品的测试，而在低电阻方 样品的敏感度降低，适用于低电导（高电阻）样品的测试， 面rf-PCD解决。 rf-PCD解决 解决。
半导体少子寿命测量实验
实验：半导体少子寿命的测量一．实验的目的与意义非平衡少数载流子（少子）寿命是半导体材料与器件的一个重要参数。
其测量方法主要有稳态法和瞬态法。
高频光电导衰退法是瞬态测量方法，它可以通过直接观测少子的复合衰减过程测得其寿命。
通过采用高频光电导衰退法测量半导体硅的少子寿命，加深学生对半导体非平衡载流子理论的理解，使学生学会用高频光电导测试仪和示波器来测量半导体少子寿命。
二．实验原理半导体在一定温度下，处于热平衡状态。
半导体内部载流子的产生和复合速度相等。
电子和空穴的浓度一定，如果对半导体施加外界作用，如光、电等，平衡态受到破坏。
这时载流子的产生超过了复合，即产生了非平衡载流子。
当外界作用停止后，载流子的复合超过产生，非平衡少数载流子因复合而逐渐消失。
半导体又恢复平衡态。
载流子的寿命就是非平衡载流子从产生到复合所经历的平均生存时间，以来表示。
下面我们讨论外界作用停止后载流子复合的一般规律。
当以恒定光源照射一块均匀掺杂的n 型半导体时，在半导体内部将均匀地产生非平衡载流子Δn 和Δp 。
设在t=0时刻停止光照，则非平衡载流子的减少-d Δp /dt 应等于非平衡载流子的复合率Δp （t ）/τ。
1/τ为非平衡载流子的复合几率。
即： ()τt p dt p d ∆=∆- （1-1） 在小注入条件下，τ为常量，与Δp （t ）无关，这样由初始条件：Δp （0）=（Δp ）0可解得：()τt ep t p -∆=∆0 （1-2）由上式可以看出： 1、 非平衡载流子浓度在光照停止后以指数形式衰减，Δp （∝）=0,即非平衡载流子浓度随着时间的推移而逐渐消失。
2、 当t=τ时，Δp （τ）=（Δp ）0/e 。
即寿命τ是非平衡载流子浓度减少到初始值的1/e 倍所经过的时间。
因此，可通过实验的方法测出非平衡载流子对时间的指数衰减曲线，由此测得到少子寿命值τ。
图1-1 高频光电导衰退法测量原理图高频光电导衰减法测量原理如图1-1所示。
少子寿命概念
少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。
它直接反映了材料的质量和器件特性。
能够准确的得到这个参数,对于半导体器件制造具有重要意义。
少子，即少数载流子，是半导体物理的概念。
它相对于多子而言。
半导体材料中有电子和空穴两种载流子。
如果在半导体材料中某种载流子占少数，导电中起到次要作用，则称它为少子。
如，在 N型半导体中,空穴是少数载流子，电子是多数载流子；在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子，当它顶替晶格中的四价硅原子时，每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合，而余下的一个就不受共价键束缚，它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。
出于该电子不是共价键中的价电子，因而不会同时产生空穴。
而对于每个五价元素原子，尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子，但它束缚在晶格中，不能象载流子那样起导电作用。
这样，与本征激发浓度相比，N型半导体中自由电子浓度大大增加了，而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大，其浓度反而更小了。
少子浓度主要由本征激发决定，所以受温度影响较大。
香港永先单晶少子寿命测试仪 >> 单晶少子寿命测试仪编辑本段产品名称LT-2单晶少子寿命测试仪编辑本段产品简介少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数,它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响.我们采用微波反射光电导衰减法研制了一台半导体材料少子寿命测试仪,本文将对测试仪的实验装置、测试原理及程序计算进行了较详细的介绍,并与国外同类产品的测试进行比较,结果表明本测试仪测试结果准确、重复性高,适合少子寿命的实验室研究和工业在线测试.技术参数：测试单晶电阻率范围>2Ω.cm少子寿命测试范围10μS～5000μS配备光源类型波长：1.09μm；余辉<1 μS；闪光频率为：20～30次／秒；闪光频率为：20～30次／秒；高频振荡源用石英谐振器，振荡频率：30MHz前置放大器放大倍数约25，频宽2 Hz-1 MHz仪器测量重复误差<±20％测量方式采用对标准曲线读数方式仪器消耗功率<25W仪器工作条件温度： 10-35℃、湿度 < 80％、使用电源：AC 220V，50Hz可测单晶尺寸断面竖测：φ25mm—150mm； L 2mm—500mm；纵向卧测：φ25mm—150mm； L 50mm—800mm；配用示波器频宽0—20MHz；电压灵敏：10mV／cm；LT-2型单晶少子寿命测试仪是参考美国 A.S.T.M 标准而设计的,用于测量硅单晶的非平衡少数载流子寿命。
少子寿命测试实验报告
少子寿命测试实验报告一、实验目的和任务1、了解光电导法测试少数载流子寿命的原理，熟练掌握LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪的使用方法；2、测非平衡载流子的寿命。
二、实验原理处于热平衡状态的半导体，在一定温度下，载流子浓度是一定的。
这种处于热平衡状态下的载流子浓度，称为平衡载流子浓度。
半导体的热平衡状态是相对的，有条件的。
如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态。
处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度不再是X和X，可以比它们多出一部分。
比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子，有时也称过剩载流子。
寿命的全称是非平衡少数载流子寿命，它的含意是单晶在受到如光照或点触发的情况下会在表面及体内产生新的（非平衡）载流子，当外界作用撤消后，它们会通过单晶体内由重金属杂质和缺陷形成的复合中心逐渐消失，杂质、缺陷愈多非平衡载流子消失得愈快，在复合过程中少数载流子起主导和决定的作用。
这些非平衡少数载流子在单晶体内平均存在的时间就简称少子寿命。
通常寿命是用实验方法测量的。
各种测量方法都包括非平衡载流子的注入和检测两个基本方面。
最常用的注入方法是光注入和电注入，而检测非平衡载流子的方法很多。
不同的注入和检测方法的组合就形成了许多寿命测量方法。
三、实验设备本实验采用LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪。
该仪器灵敏度高，配备有红外光源，可测量包括集成电路级硅单晶在内的各种类型硅单晶及常用的晶体管级锗单晶。
该仪器根据国际通用方法—高频光电导衰退法的原理设计，由稳压电源、高频源、检波放大器、脉冲光源及样品电极共五部分组成，采用印刷电路和高频接插件连接。
整机结构紧凑，测量数据准确、可靠。
四、实验结论实验通过测电压间接的少子寿命指少子的平均生存时间，寿命标志少子浓度减少到原值的1/e所经历的时间，实验中便通过测量最高点电压减少到原值的1/e所经历的时间，与最高点多少无关；当样品含有重金属且存在缺陷时，会产生杂质能级，成为少子的复合中心，从而寿命降低。
wct120少子寿命测试原理
wct120少子寿命测试原理1.引言引言部分是文章的开篇，用来介绍与主题相关的背景和重要性。
下面是关于“wct120少子寿命测试原理”的概述部分内容的示例：1.1 概述在当前社会，人们对于生命周期的延长和健康长寿的追求越来越强烈。
而对于少子寿命的测试和研究，也成为了当下的热门话题之一。
wct120少子寿命测试原理是一种科学的方法，旨在通过分析和评估个体的寿命潜力，对个体的长寿能力进行预测和判定。
随着科技的不断进步和人们对健康生活的关注度日益增加，少子寿命测试逐渐成为了一个重要的领域。
通过对生物体的基因、遗传信息等进行检测和分析，可以揭示出很多决定寿命的关键因素。
掌握这些关键因素将有助于人们更好地了解自身的寿命特征，从而采取相应的措施来延长寿命和改善生活质量。
wct120少子寿命测试原理的核心在于通过对个体基因、环境因素和生活方式等多个维度的分析，来预测个体的寿命潜力。
基于大数据和人工智能等技术手段，该测试方法整合了多学科的知识和研究成果，为个体提供了一个全面而准确的寿命评估结果。
本文将对wct120少子寿命测试原理进行深入探讨，详细介绍其测试原理、应用场景以及前景展望。
通过对少子寿命的研究，我们有望为个体的健康和长寿提供更多的科学依据和有效的指导，促进社会的健康发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以通过以下方式进行编写:文章结构部分旨在介绍本文的组织结构和内容安排，确保读者能够清晰地了解文章的整体框架和篇章布局。
本文按照以下结构进行组织和撰写：第一部分为引言部分。
引言部分将概述本文的主题和目的，为读者提供一个整体的背景和导入，引起读者的兴趣和注意。
第二部分为正文部分。
正文部分是本文的核心内容，将详细介绍wct120少子寿命测试的原理。
本文将分为两个主要的原理进行阐述。
第一个原理将详细解释少子寿命测试的工作原理、测试步骤和主要参数，以及其在实际应用中的意义和优势。
第二个原理将进一步探讨少子寿命测试所涉及的相关技术和方法，如非接触式测试技术、数据分析和处理方法等。
1.少子寿命测试及微波光电导衰退法
钝化前和钝化后的少子寿命值，图 1.1 作出了钝化前和钝化后的趋势。
表 1.3 钝化前和钝化后的少子寿命（单位为μs）
1 钝化前 钝化后 1.60 4.67
2 1.48 4.53
3 1.53 4.72
4 1.49 4.49
5 1.47 4.57
6 1.51 4.63
钝化前和钝化后少子寿命测试结果比较
表 1.1 几种少子寿命的测试技术
少子注入方式
测试方法 直流光电导衰退 表面电压法 交流光电流的相位 微波光电导衰减法 红外吸收法 电子束激励电流（SEM）
测定量 τ L（τB） τB τ τ τB，S
测量量范围 τ﹥10 s 1<L<500μm τB﹥10-8s τ﹥10-7s τ﹥10-5s τ﹥10-9s
-7
特性 τ的标准测试方法 吸收系数α值要精确 调制广的正弦波 非接触 非接触法光的矩形波 适于低阻
光注入
电子束
微波光电导衰退法测试少子寿命，包括光注入产生电子-空穴对和微波探测信号的变化 两个过程。激光注入产生电子-空穴对，样品电导率的增加，当撤去外界光注入时，电导率 随时间指数衰减， 这种趋势反映了少子的衰减趋势， 则可以通过观测电导率随时间变化的趋 势可以测少子的寿命。 而微波信号时探测电导率的变化， 依据微波信号的变化量与电导率的 变化量成正比的原理。 微波光电导衰减法（如 WT-1000B 少子寿命测试仪）测试的是半导体的有效寿命，实际 上包括体寿命和表面寿命。 测试少子寿命可有下式表示：
B
D=（4.63-1.56）=3.07。即，y=x+3.07，则设置后测试结果接近体寿命。 这样只是简单设置，要想得到更接近的值，需要做大量的实验和数据，统计结果，分 析后会得到更为接近体寿命的系数及数值。
半导体少子寿命测量技术(课件)
✓ 少数载流子定义 ✓ 少数载流子寿命 ✓ 测量原理 ✓ 测量结果
少子寿命测量技术
少数载流子：
是指半导体中数量上占少数的载 流子。在硼搀杂的P型半导体中， 电子是少数载流子；反之，在磷 搀杂的N型半导体中，空穴是少数 载流子。
少子寿命测量技术
少数载流子寿命：
是指半导体材料在外界注入（光或热） 下，少数载流子从最大值衰减到无注 入时的初值之间的时间。寿命值越大， 相应的材料质量越好。
ImVockT qln[n(
NA ni 2
p) ]
少子寿命测量技术
去除硅片损伤层 制绒
扩散前清洗 磷扩散
去除磷硅玻璃
少子寿 命测量
淀积光学减反射膜
丝网印刷电极及背面场
金属化
分类检测
少子寿命测量技术
测量原理：
在稳态和准稳态情况下，产生和复合相等， 通过测量已知量求出有效的少子寿命。
w
J ph
q
ndx
0
eff
qnavW
eff
w
L q 0 (nn p p )dx qnav (n p )W
eff
L J ph (n p )
少子寿命测量技术
测量结果：
少子寿命测量技术
少子寿命 测 试及 表 面处 理 和钝 化 方法 解析
少子寿命测试及表面处理和钝化方法解析少子寿命测试及表面处理和钝化方法解析少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数，它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响，少子寿命高的话，电池效率相应的也高一点，少子寿命低的话，电池效率也会相应的变低。
鉴于目前 Semilab 少子寿命测试已在中国拥有众多的用户，并得到广大用户的一致认可。
现就少子寿命测试中，用户反映的一些问题做出如下说明，供您在工作中参考：1、Semilabμ-PCD 微波光电导少子寿命的原理微波光电导衰退法(Microwave photoconductivity decay)测试少子寿命，主要包括激光注入产生电子-空穴对和微波探测信号的变化这两个过程。
904nm 的激光注入（对于硅，注入深度大约为30um）产生电子-空穴对，导致样品电导率的增加，当撤去外界光注入时，电导率随时间指数衰减，这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势，从而通过微波探测电导率随时间变化的趋势就可以得到少数载流子的寿命。
少子寿命主要反映的是材料重金属沾污及缺陷的情况。
Semilab μ-PCD 符合ASTM 国际标准F 1535 - 002、少子寿命测试的几种方法通常少数载流子寿命是用实验方法测量的，各种测量方法都包括非平衡载流子的注入和检测两个基本方面。
最常用的注入方法是光注入和电注入，而检测非平衡载流子的方法很多，如探测电导率的变化，探测微波反射或透射信号的变化等，这样组合就形成了许多寿命测试方法。
近30 年来发展了数十种测量寿命的方法，主要有：直流光电导衰退法；高频光电导衰退法；表面光电压法；少子脉冲漂移法；微波光电导衰减法等。
对于不同的测试方法，测试结果可能会有出入，因为不同的注入方法，表面状况的不同，探测和算法等也各不相同。
因此，少子寿命测试没有绝对的精度概念，也没有国际认定的标准样片的标准，只有重复性，分辨率的概念。
对于同一样品，不同测试方法之间需要作比对试验。
太阳能电池硅片少子寿命的测试
太阳能电池硅片少子寿命的测试
首先，测量载流子寿命是一种常见的方法，通过暗态下的载流子寿命测量来评估材料的质量。
这种方法可以使用不同的技术，如微波探测、激光探测和电学探测等，来确定材料中电子和空穴的寿命。
其次，表面重复率是另一种常用的测试方法，它通过测量材料表面上的载流子寿命来评估材料的质量。
这种方法可以帮助确定材料表面的质量和制备工艺的稳定性。
最后，微波电容是一种用来测量材料中载流子寿命的方法，通过测量材料对微波的响应来评估载流子的寿命。
这种方法对于大面积的样品测试非常有效，并且可以提供关于材料质量和性能稳定性的重要信息。
总之，测试太阳能电池硅片少子寿命是评估太阳能电池材料质量和性能稳定性的关键步骤，可以通过测量载流子寿命、表面重复率和微波电容等方法来全面评估材料的质量和性能。
这些测试方法可以帮助太阳能电池制造商和研究人员确定材料的质量，并改进制备工艺，从而提高太阳能电池的效率和稳定性。
少子寿命测量
高频光电导衰减法测量Si 中少子寿命预习报告：一，什么是少子寿命？少子，即少数载流子。
少子寿命指少子的平均生存时间，寿命标志少子浓度减少到原值的1/e 所经历的时间。
少数载流子寿命是与半导体中重金属含量、晶体结构完整性直接有关的物理量。
它对半导体太阳电池的换能效率、半导体探测器的探测率和发光二极管的发光效率等都有影响。
二，如何测量少子寿命？测量非平衡少数载流子寿命的方法有许多种，分别属于瞬态法和稳态法两大类。
本实验采用高频光电导衰减法测量Si 中少子寿命。
三，实验原理：当能量大于半导体禁带宽度的光照射样品时，在样品中激发产生非平衡电子和空穴。
若样品中没有明显的陷阱效应，那么非平衡电子（∆n ）和空穴(∆p)的浓度相等，它们的寿命也就相同。
样品电导率的增加与少子浓度的关系为n q p q n p ∆+∆=∆μμσ当去掉光照，少子密度将按指数衰减，即τtep -∝∆，因此导致电导率为τσte-∝∆。
高频源提供的高频电流流经被测样品，当红外光源的脉冲光照射样品时，单晶体内产生的非平衡光生载流子使样品产生附加光电导，从而导致样品电阻减小。
由于高频源为恒压输出，因此流经样品的高频电流幅值增加∆I ，光照消失后，∆I 逐渐衰减，其衰减速度取决于光生载流子在晶体内存在的平均时间，即寿命。
在小注入条件下，当光照区复合为主要因素时，∆I 将按指数规律衰减，此时取样器上产生的电压变化∆V 也按同样的规律变化，即τte V V -∆=∆0图2指数衰减曲线一，Si.t∆V~t 曲线:（一）（二）（三）计算少子寿命：电压满足τteV V -∆=∆0，在测量数据中，由于时间原点的不同选择，t 的绝对值不同，但是相对值相同。
任选两个点（ ）,（ ），有，，两式相除，得。
对第一组数据，取（4.26E-5s，0.298V），（8.06E-5s,0.094V）。
利用上述公式得。
对第二组数据，取（4.44E-5s，0.622V），（7.44E-5s，0.222V）。
少子寿命与电阻率
母合金电阻率0.0027时
分析：
假设电阻率越大少子寿命越大，在母合金电阻 率一定时，母合金量由39.33变为30.38少子 寿命没有明显随母合金量变化。少子寿命随电 阻率的减小而减小。电阻率指的是单位长度及 单位截面积的体积内的电阻值。电阻值越小， 导电能力越强，即多子浓度更高。P型单晶中， 多子是空穴。当空穴浓度增加，电子被俘获几 率增大，少子寿命减小。
电阻率 少子寿命 母合金量之间的影响分析
1少子寿命 2电阻率 3机器数据统计 4母合金对少子寿命的影响 5电阻率对少子寿命的影响
少子寿命的定义
受光照影响，电子获得能量脱离共价键束缚形成 一个自由电子和一个空穴，非平衡载流子增加 平衡状态下P型单晶中，电子空穴对的产生 和复合速率相等。受光照影响后。载流子的 产生率G>复合率R。电子空穴对增加到稳定 状态后G=R。 少子寿命：非平衡载流子的平均生存时间（复合时间） 当光照撤销时，G<R非 平衡载流子减少，当非 平衡载流子=0时，G=R
电阻率
电阻率：某材料制成的1M长的横截面积1平方 毫米的导线在常温（20℃）的电阻叫做此材 料的电阻率单位是Ω*m或者Ω*mm。它反映了 这种材料的导电能力。
10号机数据
10018高度补偿，不做统计 炉号 10010 10011 10012 10013 10014 10015 10016 10017 10018 投料量 少子寿命 电阻率 少子寿命 电阻率 电阻 重量 中心 1/2R 边缘 中心 1/2R 边缘 中心 1/2R 边缘 中心 1/2R 边缘 175 0.0027 39.33 6.82 6.8 6.69 4.7 4.3 2.71 3.66 3.5 3.64 1.32 1.34 1.51 175 0.0027 39.33 6.51 6.5 6.39 4.17 4.26 2.72 3.29 3.33 3.31 1.38 1.35 1.34 175 0.0025 36.2 7.52 6.97 6.78 5.17 5.36 2.96 3.5 3.55 3.56 1.33 1.35 1.48 170 0.0025 35.17 6.63 6.91 6.55 4.6 4.63 2.87 3.2 3.22 3.27 1.36 1.35 1.35 165 0.0027 30.38 6.48 6.39 6.28 3.83 3.83 2.3 3.16 3.23 3.18 1.17 1.15 1.14 165 0.0027 30.38 6.4 6.34 6.08 3.75 3.76 2.44 3.26 3.22 3.2 1.27 1.21 1.26 165 0.0026 29.14 6.88 6.69 6.52 3.8 3.7 2.59 3.14 3.24 3.2 1.23 1.2 1.27 165 0.0027 30.38 6.29 6.2 5.99 3.3 3.39 3.45 3.76 3.8 2.76 1.35 1.29 1.32 165 0.0026 29.14 34.2 32.24 26.48 15.6 14.9 2.8 3.28 3.26 3.23 1.3 1.35 1.4 母合金 头部150 尾部
晶科硅棒少子寿命
晶科硅棒少子寿命全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：晶科硅棒的少子寿命是指晶硅中自由载流子的寿命，也可以理解为载流子在材料中存在的时间。
少子寿命长短直接影响光伏电池的发电效率和性能。
提高晶科硅棒的少子寿命可以有效提高太阳能电池的转换效率，延长电池的使用寿命，降低制造成本，促进光伏产业的发展。
那么，如何提高晶科硅棒的少子寿命呢？要从材料的制备工艺和质量控制入手。
晶科硅棒的生产过程中，杂质的引入是导致少子寿命降低的主要原因之一。
在材料的制备过程中，要严格控制材料的纯度和晶体结构，减少杂质的含量，提高材料的质量。
要优化晶科硅棒的表面处理工艺，减少表面缺陷和氧化层对载流子寿命的影响。
通过优化表面处理工艺，可以降低晶科硅棒表面的复合速率，延长少子在材料中存在的时间。
还可以采用退火等方法对晶科硅棒进行后处理，改善材料的电学性能，提高载流子的寿命。
除了从材料的制备和处理入手，还可以通过对太阳能电池的结构和工艺进行优化，提高晶科硅棒的少子寿命。
采用双面结构的太阳能电池可以有效减少晶科硅棒表面的缺陷，提高光生载流子的抽运效率，从而延长载流子在材料中存在的时间。
优化光栅电极的设计和工艺，减小电极与晶科硅棒的接触电阻，提高太阳能电池的光电转换效率，进一步延长电池的使用寿命。
还可以采用一些新型材料和技术来提高晶科硅棒的少子寿命。
采用浅硫化方法可以形成硫化铜硒薄膜，通过制备硫化铜硒薄膜与晶科硅棒的异质结，可以有效提高载流子的寿命。
还可以通过引入掺杂元素或应变场等方法来调控晶科硅棒的能带结构，提高载流子的寿命。
通过引入新型材料和技术，可以有效提高晶科硅棒的少子寿命，进一步提高光伏电池的性能和效率。
第二篇示例：晶科硅棒少子寿命是指晶体硅棒中的少子在不同电场条件下的寿命，这一参数对于半导体材料的品质和性能具有非常重要的意义。
在半导体器件的制造过程中，经常需要对晶体硅材料进行掺杂和控制电场，因此对晶体硅材料中的少子寿命的研究是至关重要的。
硅片电阻率集中度和少子寿命
硅片电阻率集中度和少子寿命硅片的电阻率集中度和少子寿命是两个与材料和器件性能密切相关的参数。
一、硅片的电阻率集中度：电阻率是材料的一个重要参数，表示了材料中电流通过的难易程度。
硅片的电阻率集中度指的是硅片内部电阻率的均匀性或一致性。
硅片的电阻率集中度对于集成电路的性能具有重要影响。
如果硅片的电阻率集中度较低，电流流过硅片时会出现不均匀的现象，导致器件工作不稳定，信号失真等问题。
因此，为了保证器件的性能稳定和一致性，硅片的电阻率集中度应该尽可能高。
硅片的电阻率集中度主要受到以下因素的影响：1.材料纯度：硅片的纯度越高，杂质含量越低，电阻率集中度就越好。
2.材料晶粒结构：硅片的晶粒结构也会影响电阻率集中度。
晶粒结构均匀、无缺陷的硅片具有更好的电阻率集中度。
3.制备工艺：硅片的制备工艺也会对电阻率集中度产生影响。
优质的制备工艺可以减少硅片内部的不均匀性，提高电阻率集中度。
二、硅片的少子寿命：少子寿命是指在半导体材料中的载流子的平均存活时间。
对于硅片来说，主要有自由电子和空穴两种载流子。
少子寿命是影响半导体器件性能的重要参数，它决定了器件的速度、灵敏度和噪声等特性。
更长的少子寿命可以提高器件的工作速度，减小电流陷阱的效应，提高信号传输的可靠性。
硅片的少子寿命受到以下因素的影响：1.掺杂浓度：掺杂浓度越高，少子寿命越短。
2.杂质浓度：硅片中的杂质浓度越低，少子寿命越长。
3.温度：温度升高会导致载流子的散射增加，从而缩短少子寿命。
4.辐射损伤：辐射会造成硅片中点缺陷的形成，进而影响少子寿命。
总结：硅片的电阻率集中度和少子寿命是两个重要的材料参数，对半导体器件的性能有直接影响。
为了提高器件性能的稳定性和可靠性，需要保证硅片的电阻率集中度高且少子寿命长。
控制材料的纯度、晶粒结构和制备工艺等因素，可以优化硅片的电阻率集中度；而控制掺杂、杂质浓度、温度和辐射损伤等因素，可以改善硅片的少子寿命。
这些影响因素之间相互关联，需要在工艺上加以综合考虑和优化。
少子寿命
少数载流子寿命（Minority carriers life time）：（1）基本概念：载流子寿命就是指非平衡载流子的寿命。
而非平衡载流子一般也就是非平衡少数载流子（因为只有少数载流子才能注入到半导体内部、并积累起来，多数载流子即使注入进去后也就通过库仑作用而很快地消失了），所以非平衡载流子寿命也就是指非平衡少数载流子寿命，即少数载流子寿命。
例如，对n型半导体，非平衡载流子寿命也就是指的是非平衡空穴的寿命。
对n型半导体，其中非平衡少数载流子——空穴的寿命τ，也就是空穴的平均生存时间，1/τ就是单位时间内空穴的复合几率，Δp/τ称为非平衡空穴的复合率 (即n型半导体中单位时间、单位体积内、净复合消失的电子-空穴对的数目)；非平衡载流子空穴的浓度随时间的变化率为dΔp /dt =－Δp /τp, 如果τp与Δp 无关, 则Δp 有指数衰减规律：Δp = (Δp) exp( -t/τp ) 。
实验表明, 在小注入条件(Δp<<no+po) 下, 非平衡载流子浓度确实有指数衰减规律，这说明Δp(t +τp) = Δp(t)/e, Δp(t)│（t=τp） = Δpo , τp即是非平衡载流子浓度减小到原来值的1/e时所经历的时间；而且在小注入条件下, τp的确是与Δp无关的常数；利用这种简单的指数衰减规律即可测量出少数载流子寿命τp的值；同时可以证明，τp确实就是非平衡载流子的平均生存时间<t>。
应当注意的是，只有在小注入时非平衡载流子寿命才为常数，净复合率才可表示为－Δp/τp；并且在小注入下稳定状态的寿命才等于瞬态的寿命。
（2）决定寿命的有关因素：不同半导体中影响少数载流子寿命长短的因素，主要是载流子的复合机理（直接复合、间接复合、表面复合、Auger复合等）及其相关的问题。
对于Si、Ge等间接跃迁的半导体，因为导带底与价带顶不在Brillouin 区的同一点，故导带电子与价带空穴的直接复合比较困难（需要有声子等的帮助才能实现——因为要满足载流子复合的动量守恒），则决定少数载流子寿命的主要因素是通过复合中心的间接复合过程。
少子寿命测试
少子寿命测试 IR载流子密度成像 －－－－ IR载流子密度成像 CDI） （CDI） 特点：
无接触的，全光学的， 无接触的，全光学的，载流子寿命空间分布的测量技术 。使用锁相技 术，分辨率很高
与MW-PCD比较： MW-PCD比较： 比较
MW-PCD：微分寿命值分布，测试时间较长（10×10 cm2，高注入，2 MW-PCD：微分寿命值分布，测试时间较长（10× 高注入， 小时） 小时） CDI： CDI：实际寿命值分布图 ，测试时间短（ 10×10 cm2，低注入，几秒 测试时间短（ 10× 低注入， 钟），CDI技术适合于太阳电池生产在线测试 ），CDI技术适合于太阳电池生产在线测试
2）表面SRH复合 ）表面SRH复合
系 衬 底 掺 杂
最 大 体 复 浓 度 寿 的 关 与 命 合
关 系 剩 载 流 子 浓 度
过 最 大 体 复 合 寿 命 的 与
不同纯度硅的掺杂浓度与少子寿命的关系
少子寿命测试
有效寿命：表面对测试结果的影响 有效寿命：
Si片前后表面的复合速度为S Si片的厚度为W Si片前后表面的复合速度为S，Si片的厚度为W，体材料 中载流子的扩散系数为D 中载流子的扩散系数为Db
G=
∆n
τ eff
2.3 准稳态光电导（QSSPC） 准稳态光电导（QSSPC） 光照强度缓慢变化 ，非常好地测试短 和长寿命 。大信号方法 ∆n(t ) τ eff = ∂∆n G (t ) − ∂t
少子寿命测试 －－－QSSPC －－－QSSPC
测量要求： 测量要求：
1：绝对测量过剩载流子密度∆n的值 2：同时也需要准确测量产生率，通过一个光电探测器测量（例如一个校 准的太阳能电池） 进行测量 ，对于标准太阳能谱，能量大于Si W 能隙的光子密度为Nph＝2.7×1017cm-2s-1 ，W为样品的厚度，fabs为吸收份额 单位体积的产生率 G =
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在硅的各种加工过程中，硅表面上通常都有离子吸附，它们引起半导体内的表面势垒产生耗尽层或反型层。
光照在半导体表面时，能量稍大于半导体禁带宽度的光子，将会把价带中的电子激发到导带，从而形成电子空穴对，并向低密度区扩散。
由于表面上存在着耗尽区，其电场将电子-空穴分离，产生表面光电压（SPV ）。
理论计算
α-=++1
Φ1()(1)eff
P A S V L L （1） 其中对于耗尽层 A =qn 0/KT exp(qV /KT )
对于反型层 A =qu i 2/KTn O
在小注入条件下寿命值τ与扩散长度L 的关系，即：L = 2
L D
τ=，扩散系数D 为已知常数，因此通过扩散长度测量可以立即计算出寿命值。
用SPV 测量扩散长度的方法：
（1）恒定表面光电压法，其特点是测量过程中单色光的波长度变化时，表面
光电压恒定不变，可对电阻率为0.1~6Ω·cm 、少子寿命短到20ns 的硅单晶进行测量。
一般认为表面光电压(ΔV)是非平衡载流子浓度的函数。
根据光照强度Φ与表面光电压△V 的函数关系： )11()(L
M V F α+
∆=Φ /(1)S D L M B R +=- （2） 其中，对于给定的样品，M 是一个常数，对于F （△V ）在测量过程中，即在改变 光源波长时（吸收系数α随之而和），调节光强Φ，使表面光电压△V 保持不变，于是F （△V ）在测量过程中也保持为常数，在数次改变波长（即改变α-1）后，
得到相应的Φ值，即有一组：α-11，Φ1；α-12，Φ2；……α-1n ，Φn 数据，以Φ
为纵标，α-1为横座标，联成一直线，并将直线延长到Φ=0得：
1)L
αΦ=0=(1+ （3） 该直线的截距即为要测的扩散长度（样品（或处延层）
的厚度必须大于4倍扩散长度，如果小于扩散长度的一半，则测得的不是在外延层中的扩散长度，而是衬底中的扩散长度），
如图所示：
（2）恒定光通量法 即Φeff 是恒定的。
根据（1）式
)11)((1
-++=∆ΦαL L D S A V eff
扩散长度L 可以Φeff/△V 对α-1的直线图确定
(3）
测试样品制备：
样品一般要求进行化学抛光，化学腐蚀或机械抛光，以除去表面的机械损伤层。
去油清洗烘干，尽快装入样品盒，再放入装有表面干燥剂的屏蔽盒内，干燥3-4小时。
腐蚀液P4A——（如果需要）符合电子级 1的50 mL 浓硝酸 (HNO3), 30 mL 浓氢氟酸 (HF), 和30 mL 冰醋酸 (CH3COOH)，5：3：3将腐蚀剂混合SPV 技术要求Si片表面存在势垒，对于P型样品一般不需经过处理就可测量, 但当表面光电压太小(如小于1 mV) 时,可用HF或缓冲的HF (BHF) 溶液处理, 再经高纯去离子水(DIW) 冲洗干净后,干燥即可; 对于N型样品,需用强氧化剂对表面进行氧化, 形成空间电荷层。
测量时可以用单色光，也可用干渉滤光片，优点是能够低成本提供大面积光照。
也可用激光器，样品-屏栅组合必须是无振动的，否则容易在斩波频率处发生电容调制。
实验装置如图所示钨丝灯发出的光经单色仪分光后照到探测器和样品上在拼一的波长范围内改变人射光波长调节光子通量密度保持样品上光电压讯号大小不变由探测器测得不同波长时光子通量密度的相对值把入射的相对光子通量密度对作图其直线在上的截距绝对值就是扩散长度。
为了将表面光电压讯号进行放大把人射光线以频率为的斩波器调制成交流电。
品表面光电压讯号由的选频放大器进行放大该放大器能检测的讯号
光源采用溴钨灯，由调压变压器调节电流用并联在标准电阻上的交流数字电压表指示光源上的电流。
入射光经机械斩波器切割成脉冲光，为了使斩波器稳定同步马达由一音频信号发生器和功率放大器稳定频供电。
单色仪分辨率为50
样品两侧用薄云母片绝缘受光面用导电玻璃做电极，背光面用铜做电极，构成电容器信号经电容器和1013高阻藕合到静电放大器用锁定放大器或选频放人器放大并由数字直流电压表读出，为防止其它信号干扰样品盒和静电放大器放在5mm厚的铁盒内屏敝, 所有机外引线均用屏敝线.。
•打开光源、斩波器、锁相放大器，用来自单色仪或滤色盘的可见光调整光学系统。
如果使用单色仪，移去锐截止滤光片，在可见光范围内使用更高级的衍射方式。
•2设置单色仪或滤色盘至最短的使用波长（最高能量），通常为0.8 μm
(1.55 eV)
•3在样品架上放置样品产生电容或其他接触面进入测量位置。
• 4 调节照明强度到最大功率的一半或最大振幅的70%。
•5调节锁向放大器的频率和相位连接样品获得最大信号。
如果样品和探测器使用同一放大器，在每次阅读前需要调节放大器的相位。
•6记录SPV的最相近的振幅信号，VSPV.
•7将单色仪或滤色盘设置到数据所需的最长波长（最低能量）(通常块状硅样品为1.04 μm (1.19 eV) ，外延硅材料为1.0 μm (1.24 eV))，对扩散长度短(<20 μm)，最长的波长可以为1.0 μm (1.24 eV)或更低。
•8改变照明光强以获得一系列的VSPV 测量值，首选值是最接近6中记下的数值。
•9重新设定单色仪或滤色盘至最短波长（最高能量），并重新设置光强以产生所选的VSPV。
•10再次记录λ和VSPV.的值。
•11从光探测器上读出并记录信号电平VD,。
•12增加λ（减少光能量）到所需的最大值（最小能量）。
对硅而言，适宜的步距是0.85, 0.90, 0.95, 0.97, 0.99, 1.00, 1.01, 1.02, 1.03, and 1.04 μm
(1.46, 1.38, 1.31, 1.28, 1.25, 1.24, 1.23, 1.22, 1.20, and 1.19 eV)。
对短的扩散
长度，仅仅使用最短的λ值（最高的能量值）。
•13在每一个波长（能量）下调节照明强度以获得所选的VSPV.值。
•14对应每一λ，读出并记录λ（或光能量），VSPV, 和VD 值。
•15测量并记录样品的厚度，或测量并记录外延层的厚度。
•16选择测试方法，测量样品电阻率。