[发明专利]一种半导体的测试方法和测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体的说，涉及一种半导体的测试方法和测试装置。

背景技术

载流子寿命就是指非平衡载流子的寿命。而非平衡载流子一般也就是非平衡少数载流子(因为只有少数载流子才能注入到半导体内部、并积累起来，多数载流子即使注入进去后也就通过库仑作用而很快地消失了)，所以非平衡载流子寿命也就是指非平衡少数载流子寿命，即少数载流子寿命。例如，对n型半导体，非平衡载流子寿命也就是指的是非平衡空穴的寿命。

对于主要是依靠少数载流子输运(扩散为主)来工作的双极型半导体器件，少数载流子寿命是一个直接影响到器件性能的重要参量。这时，常常采用的一个相关参量就是少数载流子扩散长度L(等于扩散系数与寿命之乘积的平方根)，L即表征少数载流子一边扩散、一边复合所能够走过的平均距离。少数载流子寿命越长，扩散长度就越大。

对于双极结型晶体(BJT)，为了保证少数载流子在基区的复合尽量少(以获得很大的电流放大系数)，则必须把基区宽度缩短到少数载流子的扩散长度以下。因此，要求基区的少数载流子寿命越长越好。

由于不同的半导体器件对于载流子复合寿命的需求不同，故而如何准确的测试出半导体材料的载流子复合寿命非常的重要。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够检测半导体的非平衡载流子复合寿命的半导体材料的测试方法和测试装置。

本发明提供了一种半导体材料的测试方法，包括步骤：

通过脉冲激光激发测试样品，产生光电导效应；

探测光电导效应的衰弱信息；

通过分析光电导效应和衰弱信息从而得到测试样品非平衡载流子的复合寿命。

进一步的，所述通过脉冲激光激发测试样品，产生光电导效应的步骤之前还包括：

检测测试样品的初始电导率σ₀，以及对应的初始微波信号V_0。本实施方案中，由于该半导体测试样品存在初始电导率和初始微波信号V0，本方案对其进行测试，有利于提高本发明的测试精度。

进一步的，所述通过脉冲激光激发测试样品，产生光电导效应的步骤包括：

检测测试样品的电导率σ和微波信号V，并分别根据公式σ＝σ₀+Δσ求得Δσ，以及公式V＝V₀+ΔV求得ΔV；

Δσ为光致电导率的变化量，而ΔV为微波信号变化量。本实施方案中，由于脉冲激光的激发，该半导体测试样品的内部将产生电子-空穴对，并产生光电导导致微波反射率发生变化，进而引起微波信号V的变化，本方案中，通过检测可以得到其变化量，该检测有利于后期的计算，并能够提高测试精度。

进一步的，所述光电导效应的效应公式为：

Δσ＝q(Δnμ_e+Δpμ_p)，其中Δσ为光致电导率的变化量，q为电子电量，Δn为激光激发产生的电子浓度，Δp为空穴浓度。本实施方案中，该光电导对应的效应公式为Δσ＝q(Δnμ_e+Δpμ_p)，其中，由于电子和空穴对通常承兑产生，故而Δn＝Δp。

进一步的，所述探测光电导效应的衰弱信息的步骤包括：

采用微波反射方式探测光电导效应的衰弱信息；

所述衰弱信号包括：微波信号V的指数衰减曲线，其公式为：

V＝V_0*e^-t/τ；其中t指的是脉冲激光关断时间，τ指的是非平衡载流子在复合前的平均生存时间，称为非平衡载流子复合寿命。本实施方案中，通过该微波方式，能够对电导效应和该非平衡载流子将逐渐复合消失掉这一衰弱过程进行检测，通过分析光电导效应和微波信号V的变化曲线可以得出该半导体测试样品的复合寿命。

进一步的，所述脉冲激光的波长为：249nm-449nm。

进一步的，所述脉冲激光的波长为349nm。

进一步的，所述微波反射方式由可控微波源实现，所述可控微波源采用的微波波长为24-26GHZ。

本发明还公开了一种使用于如本发明任一所述的半导体材料的测试方法的测试装置，包括：

脉冲激光发射器，用于激发测试样品，产生光电导效应；