在半導體材料與器件研究的精密世界里,少子壽命測試儀探尋著半導體內部少數載流子壽命的奧秘,為優化材料性能、提升器件品質提供關鍵線索。
少子壽命測試儀的運行,始于對樣品的精細安置。待測半導體樣品被妥善放置在測試臺上,連接好電極,構建起穩定的電學回路,儀器核心的激發源隨即啟動,通常采用脈沖激光或電子束照射樣品。這一束光或電子,恰似吹響沖鋒號的先鋒,瞬間注入半導體內部,打破熱平衡狀態,激發產生大量電子-空穴對,其中少數載流子(電子或空穴,取決于半導體類型)成為這場探測之旅的主角。
當這些額外注入的少數載流子在半導體晶格中游走,一方面,與多數載流子復合,每次復合都伴隨著能量以光(輻射復合)或熱(俄歇復合)的形式釋放;另一方面,還會在晶體缺陷、雜質處被捕獲陷阱,仿佛陷入泥沼,行動受阻。而少子壽命測試儀通過精密的電學傳感器,實時監測樣品電學參數隨時間的變化。

具體來說,利用微波光電導衰減法時,微波持續穿透樣品,其強度變化反映少數載流子濃度衰減。隨著時間推移,少數載流子因復合不斷減少,微波反射、透射或吸收特性改變,探測器捕捉這些變化并轉化為電信號。或是采用直流光電導衰減模式,光照產生穩定少子濃度后撤去光源,測量電導率衰退曲線。這些衰減曲線蘊含著壽命長短的關鍵信息。
后續分析系統大顯身手,依據特定物理模型與公式,對采集數據深度剖析。精準算出少數載流子平均壽命數值,還能定位復合中心能級、缺陷密度等深層次參數。科研人員借此洞悉半導體材料純度、結晶質量優劣,為半導體工藝改進、新器件研發照亮前路,讓微觀電學世界的秘密在科技探索中漸次明晰。