半导体物理实验复习讲义.pdf

1 电子科学与工程学院 高福斌编写 高频光电导法 测量非平衡载流子寿命 实验原理 2 电子科学与工程学院 高福斌编写 在非简并情况下 半导体平衡载流子浓 度满足下式 0 0 exp cF c EE nN k T 2 00 0 exp g vci E n pN Nn k T 0 0 exp vF v EE pN k T 3 电子科学与工程学院 高福斌编写 光生载流子浓度 np 光注入附加电导率 npnp nqpqpq 4 电子科学与工程学院 高福斌编写 因而电阻率改变 0 00 0 11 小注入时 0 0 即 0 所以 2 0 5 电子科学与工程学院 高福斌编写 高频光电导测少子寿命测量装置示意图高频光电导测少子寿命测量装置示意图 脉冲电源 激光管 脉冲电源 激光管 R2 I 光强指示光强指示检波电压检波电压 V 6 电子科学与工程学院 高福斌编写 tIi M sin tIIi M sin 0 teIIi t M sin 0 7 电子科学与工程学院 高福斌编写 光照 r L C R1 R2 V t 高频光电导测量的等效电路高频光电导测量的等效电路 i t 8 电子科学与工程学院 高福斌编写 r Cj LjRR I 1 21 r Cj LjRR R RIV 1 21 2 2 r Cj LjRRR R V 1 21 2 光照前 光照后 V r Cj LjRRR R VVV 1 21 9 电子科学与工程学院 高福斌编写 p n pn pn b b b n p pnq qp R R 1 000 1 2 1111 n型样品 n0 p0 r Cj LjRRR R b b n p V V 1 1 21 1 0 小注入 R1 R r Cj LjRR R b b n p V V 1 1 21 1 0 10 电子科学与工程学院 高福斌编写 2 2 21 1 01 1 C LrRR R b b n p V V 常数 p n b 2 2 21 1 1 C LrRR R M 上式取实部 高频电源内阻 r 10 耦合电容 C 100pF 电感 L 0 27 H频率 30MHz 21 1 RR R M p RR R V 21 1 11 电子科学与工程学院 高福斌编写 高阻样品 取R2 R2 pV 对于无限大的样品 非平衡载流子的复合 过程可以表示为 扩散可以忽略且没有陷阱时 t eppp t p 0 1 t eV 12 电子科学与工程学院 高福斌编写 光脉冲 t t 非平衡载流子浓度 脉宽脉宽 10 s 重复频率重复频率 15次次 秒秒 p p e 0 1 07 m E0 1 159eV Si带隙宽度 带隙宽度 Eg 1 119eV 周期周期 67ms 13 电子科学与工程学院 高福斌编写 t 示波器测量电压 V e V e 1 e寿命 寿命 e t0t1 14 电子科学与工程学院 高福斌编写 t 示波器测量电压 V 2 V 1 V 2e 基模寿命 基模寿命 1 tAtB 15 电子科学与工程学院 高福斌编写 t 示波器测量电压 V 40 V b V 40 e t3t4 体复合寿命 体复合寿命 b 16 电子科学与工程学院 高福斌编写 内部结构 LT 100C高频光电导少数载流子寿命 测试仪 17 电子科学与工程学院 高福斌编写 脉冲源 脉冲光源 稳压源 高频源 检波盒放大器 光强显示 高频源 稳压源 示波器 数字表 稳压源 LT 100C高频光电导少数载流子寿命测试仪 电路结构框图 光强指示 检波电压 18 电子科学与工程学院 高福斌编写 19 电子科学与工程学院 高福斌编写 20 电子科学与工程学院 高福斌编写 21 电子科学与工程学院 高福斌编写 22 电子科学与工程学院 高福斌编写 23 电子科学与工程学院 高福斌编写 检波电压指示 未接触 光源电极板 砝码 电极B 电 极 A 信号输出光强指示 样品 标准样品 测量曲线 24 电子科学与工程学院 高福斌编写 脉冲光源 稳压源 低频 放大器 光源电极 板托架 高频源 检波盒 脉冲光源输出 接激光二极管 接样品电极 25 电子科学与工程学院 高福斌编写 检波电压 显示电路 数字表 稳压源 脉冲光源 脉冲光源 稳压源 低 频 放 大 器 光强指示 显