[实用新型]一种硅材料少数载流子寿命检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种少数载流子寿命检测装置，具体说，涉及一种硅材料少数载流子寿命检测装置。

背景技术

目前硅锭少数载流子寿命检测方面，主要有微波光电导法和高频光电导法等。微波光电导法利用脉冲镭射照射到硅材料表面，同时采用10GHz微波方式扫描硅材料表面，由于电导率不同，微波反射的功率也不同。通过检测微波反馈，得到硅材料表面的电导率分布情况，再换算为少数载流子寿命情况。高频光电导法通过给硅料加载脉冲电源，通过电源变化改变硅料内部的电导率，再通过测量给定范围内的电流变化情况，了解硅料的少数载流子寿命衰减情况，而少数载流子存在的时间，就是少数载流子寿命。现有测量方法虽然都可以实现对硅材料少数载流子寿命的检测，但是检测时间一般在50秒左右，检测效率较低；且只能实现少数载流子寿命的检测，其它方面的检测需要另外的仪器辅助。

另外，利用特定波长的激光作为激发光源，提供一定能量的光子，硅片中处于基态的电子在吸收这些光子后而进入激发态，处于激发态的电子属于亚稳态，在短时间内会回到基态，并发出1150nm（SI电池为例）左右的红外光为波峰的荧光。利用高灵敏高分辨率的照相机进行感光，然后将图像通过软件进行分析，可获得少数载流子寿命。发光的强度与该区域的非平衡少数载流子的浓度成正比，而缺陷将是少数载流子的强复合中心，因此该区域的少数载流子浓度变小导致荧光效应减弱，在图像上表现出来就成为暗色的点、线，或一定的区域，而在硅片内复合较少的区域则表现为比较亮的区域。因此，可通过观察光致发光成像，来判断硅片是否存在缺陷、杂质等等。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种硅材料少数载流子寿命检测装置，为检测硅材料少数载流子寿命提供了新的途径，提高了检测效率的同时，实现了对硅材料的红外探伤。

技术方案如下：

一种硅材料少数载流子寿命检测装置，包括机箱以及设置在机箱内部的升降机、摄像头、激光器、转台、卤灯和终端，还包括驱动转台转动的伺服电机；所述转台设置在所述机箱中部，所述升降机和卤灯分别位于所述转台两侧；所述摄像头和激光器上下并排固定在所述升降机上，且所述摄像头和激光器朝向所述转台方向；所述升降机、摄像头、激光器、伺服电机和卤灯分别与所述终端电连接。

进一步：所述伺服电机位于机箱外。

进一步：所述摄像头为近红外摄像头。

进一步：所述摄像头的波长范围为900-1700nm。

进一步：所述激光器为功率30W、发射激光波长810nm的激光器。

本实用新型优点和有益效果，具体体现在以下几个方面：

1、本实用新型为检测硅材料少数载流子寿命提供了新的途径；

2、本实用新型中硅材料少数载流子寿命检测装置检测过程仅需2秒，大大提高了检测效率；

3、本实用新型在检测硅材料少数载流子寿命的同时，实现了对硅材料的红外探伤，节约了其它检测成本。

附图说明

图1为本实用新型中硅材料少数载流子寿命检测装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型中硅材料少数载流子寿命检测装置结构示意图。硅材料少数载流子寿命检测装置由机箱1内部的升降机2、摄像头3、激光器4、转台5、伺服电机6、卤灯7和终端构成。转台5设置在机箱1中部，转台5下面连接有伺服电机6；升降机2位于转台5一侧，摄像头3和激光器4上下并排固定在升降机2上；摄像头3和激光器4朝向转台5方向；卤灯7设置在转台5另一侧；升降机2、摄像头3、激光器4、伺服电机6和卤灯7分别与终端电连接。

终端控制升降机2调节摄像头3和激光器4高度，对转台6上的硅锭进行全面扫描；摄像头3采用近红外摄像头，波长范围900-1700nm，用于拍摄红外图片，摄像头3获取图像信息后，将图像信息传输到终端；激光器4采用功率30W，发射激光波长810nm的激光器，用于激发硅锭表面的少数载流子；伺服电机6用于驱动转台5转动，当置于转台5上的硅锭的一个面测试完成后，终端控制伺服电机6依次对转台5进行三次90°旋转，从而扫描硅锭的其它另三个面，完成硅锭的扫描。

使用硅材料少数载流子寿命检测装置时，将硅锭放置在转台5上，利用激光器4将激光束照射到硅锭表面，摄像头3对硅锭表面由于激光激发而造成的荧光进行感光拍摄，经过升降机2调节高度和伺服电机6调节硅锭方向，摄像头3获得硅锭各个面的图像信息，并将图像信息传输到终端；终端对图像信息进行分析处理，对图像灰度和少数载流子寿命进行拟合，获得硅锭少数载流子寿命值，利用采集的图像信息完成红外探伤。