德國Freiberg MDP非常適合以下兩種方法,一是通過測量取決于注入量的少數載流子壽命來進行缺陷調查,二是用于在線測量的晶圓甚至晶錠的圖形化。它在靈敏度、分辨率和速度方面超過了µPCD(微波檢測光導衰減)和QSSPC(準穩態光導)。
利用矩形激光脈沖激發前后的微波吸收,測量了與擴散長度密切相關的光電導率。圖1顯示了德國Freiberg MDP和MD-PICTS測量的測量原理。

圖1.能量測量的原理
l自由載流子的產生
l陷阱里裝滿了載體
l自由載流子的重組
l被捕獲載流子的熱再發射
l再發射載流子的時間移位重組
在一個頻率穩定的微波發生器中產生約10 GHz的微波,并將其分解為參考和測量部分。有了衰減器,功率可以調整,范圍通常從1到100mW。樣品剛好位于空腔的外面,是測量系統的一部分。腔壁上的特殊虹膜允許微波場穿透樣品。因此,樣品的復介電常數影響諧振頻率和諧振腔的損耗性。
用IQ檢測器檢測了過量載流子對微波的吸收。樣本被放置在x-y表上,理論上允許每個尺寸的樣本在x-y平面上移動。對于依賴于溫度的MD-PICTS測量,樣品必須是低溫恒溫器系統的一部分,因此目前樣品量有限,但除此之外,它基本上是相同的測量系統。

圖2.典型的信號

圖3.MDP和MD-PICTS的設置
這種技術的高靈敏度允許應用強度為µW到mW和無限脈沖持續時間的弱激光脈沖。因此,可以在非穩態或穩態狀態下進行測量,并連續改變脈沖長度,從100 ns到幾ms。該系統的分辨率僅受樣品擴散長度的限制。
除了速度和靈敏度方面的優勢,德國Freiberg MDP的一個主要優勢是能夠同時測量光導率和少數載流子壽命。因此,可以從每次測量中獲得更多的參數,如擴散長度、遷移率甚至捕獲動力學。

圖4.mc-Si晶圓片的典型壽命掃描圖 圖5.典型的mc-Si晶片的光導圖
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