[實用新型]一種硅材料少數載流子壽命檢測裝置

有效

• 申請號: 201220303195.3
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN202599842U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 白德海;陳才曠;肖宗杰;董培明;羅世鋌
• 申請（專利權）人: 北京合能陽光新能源技術有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 伊美年;李貴蘭

技術領域

本實用新型涉及一種少數載流子壽命檢測裝置，具體說，涉及一種硅材料少數載流子壽命檢測裝置。

背景技術

目前硅錠少數載流子壽命檢測方面，主要有微波光電導法和高頻光電導法等。微波光電導法利用脈沖鐳射照射到硅材料表面，同時采用10GHz微波方式掃描硅材料表面，由于電導率不同，微波反射的功率也不同。通過檢測微波反饋，得到硅材料表面的電導率分布情況，再換算為少數載流子壽命情況。高頻光電導法通過給硅料加載脈沖電源，通過電源變化改變硅料內部的電導率，再通過測量給定范圍內的電流變化情況，了解硅料的少數載流子壽命衰減情況，而少數載流子存在的時間，就是少數載流子壽命。現有測量方法雖然都可以實現對硅材料少數載流子壽命的檢測，但是檢測時間一般在50秒左右，檢測效率較低；且只能實現少數載流子壽命的檢測，其它方面的檢測需要另外的儀器輔助。

另外，利用特定波長的激光作為激發光源，提供一定能量的光子，硅片中處于基態的電子在吸收這些光子后而進入激發態，處于激發態的電子屬于亞穩態，在短時間內會回到基態，并發出1150nm（SI電池為例）左右的紅外光為波峰的熒光。利用高靈敏高分辨率的照相機進行感光，然后將圖像通過軟件進行分析，可獲得少數載流子壽命。發光的強度與該區域的非平衡少數載流子的濃度成正比，而缺陷將是少數載流子的強復合中心，因此該區域的少數載流子濃度變小導致熒光效應減弱，在圖像上表現出來就成為暗色的點、線，或一定的區域，而在硅片內復合較少的區域則表現為比較亮的區域。因此，可通過觀察光致發光成像，來判斷硅片是否存在缺陷、雜質等等。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種硅材料少數載流子壽命檢測裝置，為檢測硅材料少數載流子壽命提供了新的途徑，提高了檢測效率的同時，實現了對硅材料的紅外探傷。

技術方案如下：

一種硅材料少數載流子壽命檢測裝置，包括機箱以及設置在機箱內部的升降機、攝像頭、激光器、轉臺、鹵燈和終端，還包括驅動轉臺轉動的伺服電機；所述轉臺設置在所述機箱中部，所述升降機和鹵燈分別位于所述轉臺兩側；所述攝像頭和激光器上下并排固定在所述升降機上，且所述攝像頭和激光器朝向所述轉臺方向；所述升降機、攝像頭、激光器、伺服電機和鹵燈分別與所述終端電連接。

進一步：所述伺服電機位于機箱外。

進一步：所述攝像頭為近紅外攝像頭。

進一步：所述攝像頭的波長范圍為900-1700nm。

進一步：所述激光器為功率30W、發射激光波長810nm的激光器。

本實用新型優點和有益效果，具體體現在以下幾個方面：

1、本實用新型為檢測硅材料少數載流子壽命提供了新的途徑；

2、本實用新型中硅材料少數載流子壽命檢測裝置檢測過程僅需2秒，大大提高了檢測效率；

3、本實用新型在檢測硅材料少數載流子壽命的同時，實現了對硅材料的紅外探傷，節約了其它檢測成本。

附圖說明

圖1為本實用新型中硅材料少數載流子壽命檢測裝置結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本實用新型中硅材料少數載流子壽命檢測裝置結構示意圖。硅材料少數載流子壽命檢測裝置由機箱1內部的升降機2、攝像頭3、激光器4、轉臺5、伺服電機6、鹵燈7和終端構成。轉臺5設置在機箱1中部，轉臺5下面連接有伺服電機6；升降機2位于轉臺5一側，攝像頭3和激光器4上下并排固定在升降機2上；攝像頭3和激光器4朝向轉臺5方向；鹵燈7設置在轉臺5另一側；升降機2、攝像頭3、激光器4、伺服電機6和鹵燈7分別與終端電連接。

終端控制升降機2調節攝像頭3和激光器4高度，對轉臺6上的硅錠進行全面掃描；攝像頭3采用近紅外攝像頭，波長范圍900-1700nm，用于拍攝紅外圖片，攝像頭3獲取圖像信息后，將圖像信息傳輸到終端；激光器4采用功率30W，發射激光波長810nm的激光器，用于激發硅錠表面的少數載流子；伺服電機6用于驅動轉臺5轉動，當置于轉臺5上的硅錠的一個面測試完成后，終端控制伺服電機6依次對轉臺5進行三次90°旋轉，從而掃描硅錠的其它另三個面，完成硅錠的掃描。

使用硅材料少數載流子壽命檢測裝置時，將硅錠放置在轉臺5上，利用激光器4將激光束照射到硅錠表面，攝像頭3對硅錠表面由于激光激發而造成的熒光進行感光拍攝，經過升降機2調節高度和伺服電機6調節硅錠方向，攝像頭3獲得硅錠各個面的圖像信息，并將圖像信息傳輸到終端；終端對圖像信息進行分析處理，對圖像灰度和少數載流子壽命進行擬合，獲得硅錠少數載流子壽命值，利用采集的圖像信息完成紅外探傷。