《光伏材料检测技术》课件-导电型号检测

冷热探笔仪检测导电型号主讲教师：国家标准目录CONTENTS01.晶体硅导电类型02.半导体硅单晶分类03.硅结构示意图04.基本原理05.检测工艺06.晶硅导电型号检测作业指导晶体硅导电类型PART01一、晶体硅导电类型导电类型P型晶体硅多数载流子是空穴（空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成），空穴带正电荷，主要依靠空穴来导电，有空穴电流存在。空穴电流：价电子按一定的方向依次填补空穴（即空穴也产生定向移动），形成空穴电流。一、晶体硅导电类型导电类型N型晶体硅中多数载流子是电子，主要依靠电子来导电，有电子电流由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等，故N型半导体呈电中性。电子电流：在外加电场的作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流。半导体硅单晶分类PART02N型半导体本征半导体杂质半导体二、半导体硅单晶分类P型半导体P型半导体又称为空穴半导体（Si为+4价，掺杂+3价的B、Al、Ga等元素，为受主掺杂）。空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。P型半导体P型半导体本征半导体杂质半导体二、半导体硅单晶分类N型半导体又称为电子半导体(Si为+4价，掺杂+5价的P、Sb、As等元素，为施主掺杂）。N型半导体P型半导体杂质半导体二、半导体硅单晶分类不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。典型的本征半导体有硅(Si)、锗(Ge)及砷化镓(GaAs)等。本征半导体杂质半导体N型半导体P型半导体本征半导体二、半导体硅单晶分类通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素（扩散工艺指的是利用扩散的原理，对各种材料进行某些目的的加工和处理的方法。在半导体工艺中利用扩散法渗入微量的杂质，以达到控制半导体性能的目的。）硅结构示意图PART03三、硅结构示意图（a）硅晶体的空间排列（b）共价健结构平面图1硅原子空间排列及共价健结构平面示意图硅晶体的立体结构示意图在硅或锗、镓等杂质原子时，杂质原子与周围四个硅（或锗）原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，与此空位相应的能量状态就是杂质能级，通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位，使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子。基本原理PART04四、基本原理P型半导体空穴扩散流四、基本原理半导体性质杂质能级全部是电离，均匀分布。载流子热运动

速度与温度关系热区的载流子热运动速度大，冷区的载流子热运动速度小。结果形成了冷热两端电荷的积累，热端缺乏电荷带负电，冷端积累了电荷带正电。温差电动势形成最后当电场大到一定的程度后，空穴的扩散与电场作用下的漂移趋于平衡，这时在冷端和热端之间就得到一个稳定的电势差，称之为温差电动势。四、基本原理P型和N型材料产生不同的温差电流检测工艺PART05五、检测工艺冷热探笔仪五、检测工艺使用材料及设备使用材料P型及N型单晶样品、未知单晶样品使用设备冷热探笔、检流计材料准备要求表面应清洁，无污垢或氧化层辅助材料：耐酸手套或薄膜手套晶硅导电型号检测作业指导PART06六、晶硅导电型号检测作业指导六、晶硅导电型号检测作业指导撰写检测报告书小结SUMMARY01冷热探笔法检测晶体硅导电型号原理；02晶体硅导电型号检测和分析。最后，我们来回顾一下本小节的内容：思考THINKING课后请同学试着回答一下以下思考题目1.用冷热探笔法测量P型半导体时，为什么冷端带正电，热端带负电？2.用冷热探笔法测量N型半导