[發(fā)明專利]一種表面陷阱能級(jí)分布的測(cè)量裝置及光電導(dǎo)分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711470872.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108196178B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾慧中;何鵬;何月;周瑤;張萬里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26
• 代理公司: 51203 電子科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 甘茂

1.一種表面陷阱能級(jí)分布測(cè)試裝置，包括真空恒溫腔體、真空泵、溫度控制系統(tǒng)、固體激光器、數(shù)字電壓電流源表及計(jì)算機(jī)；其特征在于，所述真空恒溫腔體內(nèi)部設(shè)置有用于放置待測(cè)樣品的樣品臺(tái)；所述真空泵用于真空恒溫腔體抽真空；所述溫度控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)待測(cè)樣品溫度；所述固體激光器用于提供光子能量小于待測(cè)樣品禁帶寬度的激光源、通過光纖傳輸照射待測(cè)樣品表面；所述數(shù)字電壓電流源表用于提供恒定電壓源、通過探針施加于待測(cè)樣品，并測(cè)量待測(cè)樣品兩探針之間的電流值；所述計(jì)算機(jī)用于采集電流值、并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后輸出測(cè)試結(jié)果。

2.基于權(quán)利要求1所述表面陷阱能級(jí)分布測(cè)試裝置的光電導(dǎo)分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.將待測(cè)樣品放置于真空恒溫腔體的樣品臺(tái)上，所述待測(cè)樣品表面溝道兩端分別設(shè)置有測(cè)試電極、且測(cè)試電極與待測(cè)樣品表面形成歐姆接觸；調(diào)節(jié)探針和光纖的位置，使探針壓于測(cè)試電極上、激光源照射于待測(cè)樣品表面溝道中央位置；最后將真空恒溫腔體抽真空，并通過溫度控制系統(tǒng)使待測(cè)樣品溫度恒定于預(yù)設(shè)溫度T；

步驟2.通過數(shù)字電壓電流源表在待測(cè)樣品兩端施加一個(gè)恒定的預(yù)設(shè)電壓V，測(cè)量得到暗電流I_d；然后，開始光電導(dǎo)測(cè)試：保持待測(cè)樣品兩端施加預(yù)設(shè)電壓不變，采用光子能量小于樣品禁帶寬度的激光照射待測(cè)樣品表面預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，測(cè)量得到光電衰減曲線σ_ph(t)：

其中，t表示時(shí)間，I(t)表示照光之后的電流；

步驟3.根據(jù)光電導(dǎo)衰減曲線σ_ph(t)計(jì)算樣品表面陷阱能級(jí)分布；

光電導(dǎo)衰減曲線σ_ph(t)與陷阱能級(jí)密度分布N_T(E_i)及其對(duì)應(yīng)能級(jí)E_i的關(guān)系為：

其中，表示陷阱能級(jí)密度的高斯分布函數(shù)；E_i表示陷阱能級(jí)位置；N_i表示各個(gè)陷阱能級(jí)的缺陷密度；ω_i表示各個(gè)能級(jí)位置的能級(jí)寬度；表示貢獻(xiàn)于光電流衰減特性的第i個(gè)陷阱能級(jí)的能級(jí)位置；s是陷阱空穴的逃逸頻率；k是玻爾茲曼常數(shù)，e表示電子電荷量，μ表示遷移率。