半導(dǎo)體材料是微電子器件和光伏器件的基礎(chǔ)材料，其雜質(zhì)和缺陷特性嚴(yán)重影響器件性能。隨著微電子器件集成度和光伏器件轉(zhuǎn)換效率的提高，對半導(dǎo)體原材料的要求越來越高。為了滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求，相應(yīng)地要求材料檢測方法具有更高的靈敏度和更快的測量速度，同時避免對材料產(chǎn)生損傷。載流子是半導(dǎo)體材料的功能載體，其輸運(yùn)特性決定了各種光電器件的性能，包括載流子壽命、擴(kuò)散系數(shù)和表面復(fù)合速率等。光載流子輻射技術(shù)是實現(xiàn)對載流子輸運(yùn)參數(shù)進(jìn)行同時測量的一種全光無損檢測方法，但該方法在載流子輸運(yùn)參數(shù)的測量表征中仍然存在一些局限，如理論模型的適用性、參數(shù)的測量精度和測量速度等。

　　在國家自然科學(xué)基金項目支持下，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所針對上述問題，以傳統(tǒng)半導(dǎo)體硅材料為研究對象，建立非線性光載流子輻射模型，并在此基礎(chǔ)上分別提出了多光斑光載流子輻射技術(shù)和穩(wěn)態(tài)光載流子輻射成像技術(shù)，通過仿真計算和實驗測量證實了上述技術(shù)的有效性。多光斑光載流子輻射技術(shù)可以完全消除測量系統(tǒng)儀器頻率響應(yīng)對測量結(jié)果的影響，提高載流子輸運(yùn)參數(shù)的測量精度，以電阻率為0.1-0.2Ω?cm的P型單晶硅為例，提出的多光斑光載流子輻射技術(shù)將載流子壽命、擴(kuò)散系數(shù)和表面復(fù)合速率的測量不確定度從傳統(tǒng)的±15.9%、±29.1%和>±50%降低到±10.7%, ±8.6%和±35.4%。另外，穩(wěn)態(tài)光載流子輻射成像技術(shù)由于簡化了理論模型和測量裝置，測量速率大大提高，具有較大的工業(yè)化應(yīng)用潛力。

實驗測量結(jié)果比較