美國Sinton WCT-120少子壽命測試儀器

美國Sinton WCT-120少子壽命測試儀器采用了的測量和分析技術(shù)，包括準穩(wěn)定態(tài)光電導(dǎo)(QSSPC)測量方法。可靈敏地反映單、多晶硅片的重金屬污染及陷阱效應(yīng),表面復(fù)合效應(yīng)等缺陷情況。WCT在大于20%的超高效率太陽能電池(HIT,MWT,EWT,PREL,等等)的研發(fā)和生產(chǎn)過程中是一種被廣泛選用的檢測工具。這種QSSPC測量少子壽命的方法可以在電池生產(chǎn)的中間任意階段得到一個類似光照IV曲線的開路電壓曲線，可以結(jié)合最后的IV曲線對電池制作過程進行數(shù)據(jù)監(jiān)控和參數(shù)優(yōu)化。


主要應(yīng)用：分布監(jiān)控和優(yōu)化制造工藝


其它應(yīng)用：

· 檢測原始硅片的性能

· 測試過程硅片的重金屬污染狀況

· 評價表面鈍化和發(fā)射極擴散摻雜的好壞

· 用得到的類似IV的開壓曲線來評價生產(chǎn)過程中由生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成的漏電。

常見問題：

美國Sinton WCT-120與WT-2000測少子壽命的差異？

WCT用的是Quasi-Steady-State Photoconductance（QSSPC）準穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)衰減法，而WT2000是微波光電導(dǎo)衰減法。

WCT-120準穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)法測少子壽命的原理？

WCT用的是Quasi-Steady-State Photoconductance（QSSPC準穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)）

準穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)衰減法（QSSPC）和微波光電導(dǎo)衰減法（MWPCD）的比較？



QSSPC方法*于其他測試壽命方法的一個重要之處在于它能夠在大范圍光強變化區(qū)間內(nèi)對過剩載流子進行測量，同時可以結(jié)合 SRH模型，得出各種復(fù)合壽命，如體內(nèi)缺陷復(fù)合中心引起的少子復(fù)合壽命、表面復(fù)合速度等隨著載流子濃度的變化關(guān)系。

MWPCD方法測試的信號是一個微分信號，而QSSPC方法能夠測試少子壽命的真實值，MWPCD在加偏置光的情況下，結(jié)合理論計算可以得出少子壽命隨著過剩載流子的變化曲線，而QSSPC直接就能夠測得過剩載流子濃度，因此可以直接得出少子壽命與過剩載流子濃度的關(guān)系曲線，并且得到PN結(jié)的暗飽和電流密度；MWPCD由于使用的脈沖激光的光斑可以做到幾個到十幾個，甚至更小的尺寸，在照射過程中，只有這個尺寸范圍的區(qū)域才會被激發(fā)產(chǎn)生光生載流子，也就是得到的結(jié)果是局域區(qū)域的差額壽命值，這對于壽命分布不均勻的樣品來說，結(jié)果并不具備代表性。



主要特點：

· 只要輕輕一點就能實現(xiàn)硅片的關(guān)鍵性能測試，包括表面電阻，少子壽命，陷阱密度，發(fā)射極飽和電流密度和隱含電壓。

少子壽命測試儀 硅片少子壽命測試系統(tǒng) wct-120

WCT-120+Suns-Voc 技術(shù)規(guī)格


設(shè)備功能：硅片的少子壽命測試

少子壽命測試儀性能參數(shù)：

1. 測量原理：QSSPC（準穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)）；

2. 少子壽命測量范圍：100 ns-10 ms；

3. 測試模式：QSSPC，瞬態(tài)，壽命歸一化分析；

4. 電阻率測量范圍：3–600 (undoped) Ohms/sq

5. 注入范圍：1013-1016cm-3；

6. 感測器范圍：直徑40-mm；

7. 測量樣品規(guī)格：標準直徑: 40–210 mm （或更小尺寸）；

8. 硅片厚度范圍：10–2000 μm；

9. 外界環(huán)境溫度：20°C–25°C；

10. 功率要求：測試儀： 40 W ， 電腦控制器：200W ，光源：60W；

11. 通用電源電壓：100–240 VAC 50/60 Hz；

晶體硅硅片、規(guī)定以及工藝過程中l(wèi)ifetime測試技術(shù)

晶體硅太陽能電池少子壽命測試方法

少數(shù)載流子壽命（Minority carriers life time）



（1）基本概念：

載流子壽命就是指非平衡載流子的壽命。而非平衡載流子一般也就是非平衡少數(shù)載流子（因為只有少數(shù)載流子才能注入到半導(dǎo)體內(nèi)部、并積累起來，多數(shù)載流子即使注入進去后也就通過庫侖作用而很快地消失了），所以非平衡載流子壽命也就是指非平衡少數(shù)載流子壽命，即少數(shù)載流子壽命。例如，對n型半導(dǎo)體，非平衡載流子壽命也就是指的是非平衡空穴的壽命。

對n型半導(dǎo)體，其中非平衡少數(shù)載流子——空穴的壽命τ，也就是空穴的平均生存時間，1/τ就是單位時間內(nèi)空穴的復(fù)合幾率，Δp/τ稱為非平衡空穴的復(fù)合率 (即n型半導(dǎo)體中單位時間、單位體積內(nèi)、凈復(fù)合消失的電子-空穴對的數(shù)目)；非平衡載流子空穴的濃度隨時間的變化率為dΔp /dt =－Δp /τp, 如果τp與Δp 無關(guān), 則Δp 有指數(shù)衰減規(guī)律：Δp = (Δp) exp( -t/τp ) 。 實驗表明, 在小注入條件 (Δp

（2）決定壽命的有關(guān)因素：

不同半導(dǎo)體中影響少數(shù)載流子壽命長短的因素，主要是載流子的復(fù)合機理（直接復(fù)合、間接復(fù)合、表面復(fù)合、Auger復(fù)合等）及其相關(guān)的問題。對于Si、Ge等間接躍遷的半導(dǎo)體，因為導(dǎo)帶底與價帶頂不在Brillouin區(qū)的同一點，故導(dǎo)帶電子與價帶空穴的直接復(fù)合比較困難（需要有聲子等的幫助才能實現(xiàn)——因為要滿足載流子復(fù)合的動量守恒），則決定少數(shù)載流子壽命的主要因素是通過復(fù)合中心的間接復(fù)合過程。從而，半導(dǎo)體中有害雜質(zhì)和缺陷所造成的復(fù)合中心（種類和數(shù)量）對于這些半導(dǎo)體少數(shù)載流子壽命的影響極大。所以，為了增長少數(shù)載流子壽命，就應(yīng)該去除有害的雜質(zhì)和缺陷；相反，若要減短少數(shù)載流子壽命，就可以加入一些能夠產(chǎn)生復(fù)合中心的雜質(zhì)或缺陷（例如摻入Au、Pt，或者采用高能粒子束轟擊等）。對于GaAs等直接躍遷的半導(dǎo)體，因為導(dǎo)帶底與價帶頂都在Brillouin區(qū)的同一點，故決定少數(shù)載流子壽命的主要因素就是導(dǎo)帶電子與價帶空穴的直接復(fù)合過程。因此，這種半導(dǎo)體的少數(shù)載流子壽命一般都比較短。當然，有害的雜質(zhì)和缺陷將有更進一步促進復(fù)合、減短壽命的作用。

（3）少數(shù)載流子壽命對半導(dǎo)體器件的影響：



對于主要是依靠少數(shù)載流子輸運（擴散為主）來工作的雙極型半導(dǎo)體器件，少數(shù)載流子壽命是一個直接影響到器件性能的重要參量。這時，常常采用的一個相關(guān)參量就是少數(shù)載流子擴散長度L（等于擴散系數(shù)與壽命之乘積的平方根），L即表征少數(shù)載流子一邊擴散、一邊復(fù)合所能夠走過的平均距離。少數(shù)載流子壽命越長，擴散長度就越大。



對于BJT，為了保證少數(shù)載流子在基區(qū)的復(fù)合盡量少（以獲得很大的電流放大系數(shù)），則必須把基區(qū)寬度縮短到少數(shù)載流子的擴散長度以下。因此，要求基區(qū)的少數(shù)載流子壽命越長越好。

　

少子濃度主要由本征激發(fā)決定，所以受溫度影響較大。

簡介：

少子壽命是半導(dǎo)體材料和器件的重要參數(shù)。它直接反映了材料的質(zhì)量和器件特性。能夠準確的得到這個參數(shù),對于半導(dǎo)體器件制造具有重要意義。



少子，即少數(shù)載流子，是半導(dǎo)體物理的概念。 它相對于多子而言。



半導(dǎo)體材料中有電子和空穴兩種載流子。如果在半導(dǎo)體材料中某種載流子占少數(shù)，導(dǎo)電中起到次要作用，則稱它為少子。如，在 N型半導(dǎo)體中,空穴是少數(shù)載流子，電子是多數(shù)載流子；在P型半導(dǎo)體中,空穴是多數(shù)載流子,電子是少數(shù)載流子。

多子和少子的形成:五價元素的原子有五個價電子，當它頂替晶格中的四價硅原子時，每個五價元素原子中的四個價電子與周圍四個硅原子以共價鍵形式相結(jié)合，而余下的一個就不受共價鍵束縛，它在室溫時所獲得的熱能足以便它掙脫原子核的吸引而變成自由電子。出于該電子不是共價鍵中的價電子，因而不會同時產(chǎn)生空穴。而對于每個五價元素原子，盡管它釋放出一個自由電子后變成帶一個電子電荷量的正離子，但它束縛在晶格中，不能象載流子那樣起導(dǎo)電作用。這樣，與本征激發(fā)濃度相比，N型半導(dǎo)體中自由電子濃度大大增加了，而空穴因與自由電子相遇而復(fù)合的機會增大，其濃度反而更小了



少子壽命是半導(dǎo)體材料和器件的重要參數(shù)。它直接反映了材料的質(zhì)量和器件特性。能夠準確的得到這個參數(shù),對于半導(dǎo)體器件制造具有重要意義。



少子是因電子脫離的原子,多子因電子加入而形成的原子.



少子壽命Life Time即少子形成到少子與多子結(jié)合的時間.