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非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀及檢測方法與流程

文檔序號:11946892閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,包括用于放置硅基光電器件(8)的放置臺(7)、光源、探測器(2)、與探測器(2)電連接的信號放大器(3)、與信號放大器(3)電連接的鎖相放大器(4)、與鎖相放大器(4)電連接的處理控制單元(5)、與鎖相放大器(4)以及處理控制單元(5)均電連接的函數發生器(6),所述的函數發生器(6)與電光源連接,其特征在于,當硅基光電器件(8)放置于所述放置臺(7)上時,硅基光電器件(8)位于所述的光源與探測器(2)之間。

2.根據權利要求1所述的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,其特征在于,所述的光源由多個且呈陣列排布的子光源組成,所述的探測器(2)由多個且呈陣列排布的子探測器組成,所述的信號放大器(3)的個數與子探測器的個數一致且兩者一一對應連接,所述的鎖相放大器(4)的個數與信號放大器(3)的個數一致且兩者一一對應連接。

3.根據權利要求1所述的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,其特征在于,所述非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀還包括驅動所述的放置臺(7)在所述放置臺(7)所在平面上移動的XY軸移動機構(9),所述的XY軸移動機構(9)與處理控制單元(5)電連接。

4.根據權利要求1所述的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,其特征在于,所述的光源采用波長為780nm的發光二極管制得的紅外光源(1)。

5.根據權利要求1所述的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,其特征在于,當硅基光電器件(8)放置于所述放置臺上時,所述的探測器(2)與硅基光電器件(8)之間的距離為1mm~2mm。

6.根據權利要求1所述的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,其特征在于,所述放置臺(7)位于所述的光源與探測器(2)之間,所述的放置臺(7)上設置有用于放置待測物片(8)的透光區域(10),所述的硅基光電器件(8)位于透光區域(10)上時,所述硅基光電器件(8)位于所述的光源與探測器(2)之間。

7.根據權利要求6所述的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,其特征在于,所述的透光區域(10)采用半透明的毛玻璃制作而成。

8.根據權利要求1中所述的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀,其特征在于,所述非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀還包括位于所述的探測器(2)前端的濾光片。

9.一種基于權利要求1~8中任意一項的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測儀的非接觸硅基光電器件少數載流子壽命檢測方法,其特征在于,所述的檢測方法為:

S1:將所述硅基光電器件固定于所述放置臺上;

S2:通過函數發生器激發光源按周期性波形的強度發光,光照射在硅基光電器件上使硅基光電器件發光,通過探測器在硅基光電器件背離光源的另一側進行光信號的收集;

S3:探測器將光信號轉化為電信號傳輸給信號放大器;

S4:信號放大器對電信號進行第一次放大形成第一次放大信號后傳輸給鎖相放大器;

S5:鎖相放大器對第一次放大信號進行第二次放大同時通過鎖相放大器處理后得到信號的幅值以及光源強度與硅基光電器件所發光強度之間的相位差;

重復上述步驟,探測器對硅基光電器件進行多點探測得到一組幅值和相位差,最后通過數學公式計算得到少數載流子的壽命分布;利用幅值與相位信息計算少數載流子壽命的公式如下:

<mrow> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>A</mi> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>&Proportional;</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msqrt> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&omega;&tau;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> </mrow>

φ=-arctan(ωτeff)

其中IAC為熒光信號的相對幅值,φ為熒光信號與信號發生器輸出信號之間的相位差,ω為正弦信號的角頻率,τeff為所要測量的少數載流子壽命。

10.根據權利要求9所述的非接觸式硅基光電器件少數載流子壽命檢測方法,所述的光源采用波長為780nm的紅外光源,其強度按正弦波的規律變化。

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