测得的或有效寿命由体寿命和表面寿命组成,其关系式为:

 

\(\cfrac{1}{\tau_{eff}} = \cfrac{1}{\tau_{bulk}} + \cfrac{1}{\tau_{surface}}\)

 

正因如此,表面性质(尤其是表面复合速率 S)对测得的寿命具有巨大影响。 这一特性可用于研究样品的表面性质。热氧化硅或SiNx常被用于钛化(Cz-)、氟化(Fz-)或多晶硅(mc-Si)的表面钝化,这意味着表面复合速率被显著降低。 可以通过寿命测量来研究该钝化层的均匀性。目标是以高分辨率测量钝化层的均匀性。

使用 MDPmapMDPingot 或 MDPinline,可以非常高分辨率(仅受载流子扩散长度的限制)地研究钝化层的均匀性,如图 1 所示。 特别是在具有高体寿命的高质量材料中,表面复合起主导作用,因此寿命图中的任何差异都源于钝化层的不均匀性。

通过使用不同波长或不同样品厚度进行测量,甚至可以对表面复合速率进行良好的估算。如果样品质量非常高(如 FZ-Si),则可以假设体寿命仅取决于奥格尔复合,从而根据测得的寿命来确定表面复合速率。

MDPmapMDPingot 或 MDPinline 能够以极高的分辨率测量钝化层的均匀性,甚至可在在线状态下进行。借此,可以优化钝化工艺。

为了根据未钝化晶片上测得的寿命近似计算体寿命,使用以下方程:

 

\(\tau_{eff, \lambda} = \cfrac{\tau_{bulk}}{1-\alpha ^2L^2} \Biggl \lfloor 1-\alpha L\cfrac{\alpha L + \frac{SL}{D} coth \frac{\alpha d}{2}}{1 L + \frac{SL}{D} coth \frac{d}{2 L}} \Biggr]\)

 

其中 d 为样品厚度

  • α - 1/穿透深度

    • α = a/s(s 为微波的表层深度;a 为经验系数,通过与同一批砖块制成的钝化晶圆进行对比确定)

  • L – 扩散长度

  • D —— 扩散系数

  • S – 刚切削面的表面复合速率 (S = 2.0e+5)

如需了解更多信息,请参阅:

[1] J. Schmidt,学位论文,汉诺威大学,1998年


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