表面复合对少子寿命测量影响的定量分析

电子电流密度为：以＝ｇ坟粤＋秽以ｆ（２。

４８）同理，空穴电流密度为：护训产徊，警（２．４９）于是总的电流密度为：厶＝以＋，。

（２．５０）式（２．４８）（２．４９）（２．５０）构成的电流密度方程表达了在低电场情况下工作情况，对于器件分析计算具有重要意义，但是在强电场情况下这些表达式是不适用的。

２．５连续性方程描述半导体材料中同时存在漂移、扩散、产生、复合时，总体效应的方程称为连续性方程。

为了推导连续性方程，在一维情况下进行讨论。

考虑图２，６所示材料中位于ｘ，厚度为ｄｘ的一个无限小薄层。

薄层内的电子数可由于电流的流入和电子产生而增加。

电子的总增加率是下面四个分量的代数和，ｘ处流入薄层的电子数减去ｘ＋ｄｘ处流出薄层的电子数，加上薄层内电子的产生率减去电子空穴的复合率。

由此可以得到薄层内电子数的总变化率为：娶４ｄ，：【丛型一丛坐型】＋眠一Ｒ。

）４ｄ；（２．５１）优一日一ｇ式中Ｇ。

为产生率，Ｒ。

为复合率。

图２．６厚度为ｄｘ的薄层电流产生复合过程将ｘ＋ｄｘ处的电流展开成泰勒级数，并取前两项，代入式（２．５１）得到Ｗ＝（３．１８）当突变结一边的掺杂浓度远大于另外一边时，所形成的ｐｎ结称为单边突变结，图３—４是一个单边突变结的示意图（ＮＡ＞＞ＮＤ）。

图３－４（ａ）单边突变结结构（ｂ）单边突变结空间电荷分布从图３．４可以看到在单边突变结中，耗尽区几乎全部在低掺杂一边，因此耗尽区宽度ｗ。

ｘ。

这时式（３．１８）可以简化为：Ｗ＝（３．１９）同样，最大场强表达式可以简化为：缸：盟（３．２０），ｍａｘ…一。

，占Ｆ所以电场表达式为：ｆ：一‰＋监：一靠。

（１一三）（３．２１）ｔｗ对式（３．２Ｉ）积分，令由（Ｏ）＝Ｏ，可阻得到单边突变结的电势分布为：妒（ｘ）：望（２一三）（３．２２）ＷＷ从式（３．２１）（３．２２）可以得到单边突变结的电场和电势分布，如图３·５所示。

如果Ｐ型区到Ｎ型区的杂质浓度不是突然变化，而是线性变化，这样形成的ｐｎ结称为线性缓变结。

施美乐博公司上海代表处上海浦东新区商城路738号胜康廖氏大厦906A (邮编:200120Rm.906A,Suncome Liauw's Plaza, No.738, Shangcheng Road,Pudong,Shanghai 200120, ChinaTel: +86-21-58362889 Fax: +86-21-58362887To : Semilab 产品用户FROM : 黄黎 / Semilab Shanghai Office Pages : 5 Pages (included this page Refer : 1、Semilab 公司上海办事处联系方法2、关于少子寿命测试若干问题的讨论尊敬的Semilab 产品用户:感谢您和贵公司一直以来对我们的支持!为了更好地服务于中国客户,Semilab 公司现已在上海成立办事处。

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此致敬礼!施美乐博公司上海办事处 2006年4月7日施美乐博公司上海代表处上海浦东新区商城路738号胜康廖氏大厦906A (邮编:200120Rm.906A,Suncome Liauw's Plaza, No.738, Shangcheng Road,Pudong,Shanghai 200120, ChinaTel: +86-21-58362889 Fax: +86-21-58362887关于少子寿命测试若干问题的讨论鉴于目前Semilab 少子寿命测试已在中国拥有众多的用户,并得到广大用户的一致认可。

太阳能电池用多晶硅材料少数载流子寿命的测试邵铮铮;李修建;戴荣铭【摘要】The minority carrier lifetime in p-typed polycrystalline silicon used for solar cells was tested by the high frequency photoconductivity decay method,and the influence of photo injection intensity on the testing re-sult was analyzed in detail. The results show that the decay curve is not exponential damping in a wide area near the peak point,until the signal fade down to lower than half value. In addition,the measured value of the minority carrier lifetime is reduced when reinforcing the photo injection intensity. Based on the surface recom-bination effect and grain boundary recombination effect of the non-equilibrium carriers, we interpreted this physical phenomenon appropriately.%采用高频光电导衰退法测试了太阳能电池用p型多晶硅片的少数载流子寿命，细致分析了光注入强度对测试结果的影响。

结果显示光电导衰减曲线在靠近尖峰处较宽的时间区域内并按非指数规律快速衰减，当信号衰减到一定程度后逐渐接近指数规律，且随着光注入强度增大，少子寿命的测量结果显著减小。

关于少子寿命测试若干问题的讨论鉴于目前Semilab 少子寿命测试已在中国拥有众多的用户，并得到广大用户的一致认可。

现就少子寿命测试中，用户反映的一些问题做出如下说明，供您在工作中参考：1、Semilabμ-PCD 微波光电导少子寿命的原理微波光电导衰退法(Microwave photoconductivity decay)测试少子寿命，主要包括激光注入产生电子-空穴对和微波探测信号的变化这两个过程。

904nm 的激光注入（对于硅，注入深度大约为30um）产生电子-空穴对，导致样品电导率的增加，当撤去外界光注入时，电导率随时间指数衰减，这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势，从而通过微波探测电导率随时间变化的趋势就可以得到少数载流子的寿命。

少子寿命主要反映的是材料重金属沾污及缺陷的情况。

Semilab μ-PCD 符合ASTM 国际标准F 1535 – 00 2、少子寿命测试的几种方法通常少数载流子寿命是用实验方法测量的，各种测量方法都包括非平衡载流子的注入和检测两个基本方面。

最常用的注入方法是光注入和电注入，而检测非平衡载流子的方法很多，如探测电导率的变化，探测微波反射或透射信号的变化等，这样组合就形成了许多寿命测试方法。

近30 年来发展了数十种测量寿命的方法，主要有：直流光电导衰退法；高频光电导衰退法；表面光电压法；少子脉冲漂移法；微波光电导衰减法等。

对于不同的测试方法，测试结果可能会有出入，因为不同的注入方法，表面状况的不同，探测和算法等也各不相同。

因此，少子寿命测试没有绝对的精度概念，也没有国际认定的标准样片的标准，只有重复性，分辨率的概念。

对于同一样品，不同测试方法之间需要作比对试验。

但对于同是Semilab 的设备，不论是WT-2000 还是WT-1000，测试结果是一致的。

μ-PCD 法相对于其他方法，有如下特点：- 无接触、无损伤、快速测试- 能够测试较低寿命- 能够测试低电阻率的样品（最低可以测0.01ohmcm 的样品）- 既可以测试硅锭、硅棒，也可以测试硅片，电池- 样品没有经过钝化处理就可以直接测试- 既可以测试P 型材料，也可以测试N 型材料- 对测试样品的厚度没有严格的要求- 该方法是最受市场接受的少子寿命测试方法3、表面处理和钝化的原因μ-PCD 测试的是少子有效寿命，它受两个因素影响：体寿命和表面寿命。

少子寿命测试实验报告一、实验目的和任务1、了解光电导法测试少数载流子寿命的原理，熟练掌握LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪的使用方法；2、测非平衡载流子的寿命。

二、实验原理处于热平衡状态的半导体，在一定温度下，载流子浓度是一定的。

这种处于热平衡状态下的载流子浓度，称为平衡载流子浓度。

半导体的热平衡状态是相对的，有条件的。

如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态。

处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度不再是X和X，可以比它们多出一部分。

比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子，有时也称过剩载流子。

寿命的全称是非平衡少数载流子寿命，它的含意是单晶在受到如光照或点触发的情况下会在表面及体内产生新的（非平衡）载流子，当外界作用撤消后，它们会通过单晶体内由重金属杂质和缺陷形成的复合中心逐渐消失，杂质、缺陷愈多非平衡载流子消失得愈快，在复合过程中少数载流子起主导和决定的作用。

这些非平衡少数载流子在单晶体内平均存在的时间就简称少子寿命。

通常寿命是用实验方法测量的。

各种测量方法都包括非平衡载流子的注入和检测两个基本方面。

最常用的注入方法是光注入和电注入，而检测非平衡载流子的方法很多。

不同的注入和检测方法的组合就形成了许多寿命测量方法。

三、实验设备本实验采用LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪。

该仪器灵敏度高，配备有红外光源，可测量包括集成电路级硅单晶在内的各种类型硅单晶及常用的晶体管级锗单晶。

该仪器根据国际通用方法—高频光电导衰退法的原理设计，由稳压电源、高频源、检波放大器、脉冲光源及样品电极共五部分组成，采用印刷电路和高频接插件连接。

整机结构紧凑，测量数据准确、可靠。

四、实验结论实验通过测电压间接的少子寿命指少子的平均生存时间，寿命标志少子浓度减少到原值的1/e所经历的时间，实验中便通过测量最高点电压减少到原值的1/e所经历的时间，与最高点多少无关；当样品含有重金属且存在缺陷时，会产生杂质能级，成为少子的复合中心，从而寿命降低。

少子寿命测试及表面处理和钝化方法解析少子寿命测试及表面处理和钝化方法解析少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数，它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响，少子寿命高的话，电池效率相应的也高一点，少子寿命低的话，电池效率也会相应的变低。

鉴于目前 Semilab 少子寿命测试已在中国拥有众多的用户，并得到广大用户的一致认可。

现就少子寿命测试中，用户反映的一些问题做出如下说明，供您在工作中参考：1、Semilabμ-PCD 微波光电导少子寿命的原理微波光电导衰退法(Microwave photoconductivity decay)测试少子寿命，主要包括激光注入产生电子-空穴对和微波探测信号的变化这两个过程。

904nm 的激光注入（对于硅，注入深度大约为30um）产生电子-空穴对，导致样品电导率的增加，当撤去外界光注入时，电导率随时间指数衰减，这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势，从而通过微波探测电导率随时间变化的趋势就可以得到少数载流子的寿命。

少子寿命主要反映的是材料重金属沾污及缺陷的情况。

Semilab μ-PCD 符合ASTM 国际标准F 1535 - 002、少子寿命测试的几种方法通常少数载流子寿命是用实验方法测量的，各种测量方法都包括非平衡载流子的注入和检测两个基本方面。

最常用的注入方法是光注入和电注入，而检测非平衡载流子的方法很多，如探测电导率的变化，探测微波反射或透射信号的变化等，这样组合就形成了许多寿命测试方法。

近30 年来发展了数十种测量寿命的方法，主要有：直流光电导衰退法；高频光电导衰退法；表面光电压法；少子脉冲漂移法；微波光电导衰减法等。

对于不同的测试方法，测试结果可能会有出入，因为不同的注入方法，表面状况的不同，探测和算法等也各不相同。

因此，少子寿命测试没有绝对的精度概念，也没有国际认定的标准样片的标准，只有重复性，分辨率的概念。

对于同一样品，不同测试方法之间需要作比对试验。

实验二光电导衰退测量少数载流子的寿命实验项目性质：综合实验所涉及课程：半导体物理、半导体材料计划学时：2学时一、实验目的1．理解非平衡载流子的注入与复合过程；2．了解非平衡载流子寿命的测量方法；2．学会光电导衰退测量少子寿命的实验方法。

二、实验原理半导体中少数载流子的寿命对双极型器件的电流增益、正向压降和开关速度等起着决定性作用。

半导体太阳能电池的换能效率、半导体探测器的探测率和发光二极管的发光效率也和载流子的寿命有关。

因此，半导体中少数载流子寿命的测量一直受到广泛的重视。

处于热平衡状态的半导体，在一定的温度下，载流子浓度是一定的，但这种热平衡状态是相对的，有条件的。

如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态。

处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度也不再是n0和p0，可以比它们多出一部分。

比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子，有时也称为过剩载流子。

要破坏半导体的平衡态，对它施加的外部作用可以是光，也可以是电或是其它的能量传递方式。

常用到的方式是电注入，最典型的例子就是PN结。

用光照使得半导体内部产生非平衡载流子的方法，称为非平衡载流子的光注入，光注入时，非平衡载流子浓度Δn=Δp。

当外部的光注入撤除以后，注入的非平衡载流子并不能一直存在下去，它们要逐渐消失，也是原来激发到导带的电子又回到价带，电了和空穴又成对的消失了。

最后，载流子浓度恢复到平衡时的值，半导体又回到平衡态，过剩载流子逐渐消失，这一过程称为非平衡载流子的复合。

实验表明，光照停止后，Δp随时间按指数规律减少。

这说明非平衡载流子不是立刻全部消失，而是有一个过程，即它们在导带和价带中有一定的生存时间，有的长些，有的短些。

非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命，用τ表示。

由于相对于非平衡多数载流子，非平衡少数载流子的影响处于主导的、决定的地位，因而非平衡载流子的寿命通常称为少数载流子寿命。

体内和表面复合中心对单晶硅太阳电池电学性能的影响周涛;陆晓东;吴元庆;张金晶【摘要】利用TCAD半导体器件仿真软件详细地分析了体内和表面复合中心对产业化P型单晶硅太阳电池电学性能的影响.重点分析了当复合中心存在于太阳电池体内和表面时,电池内量子效率、暗电流及转换效率的变化特点.结果表明:对于单晶硅太阳电池,存在体复合中心临界密度(≈1×1013 cm-3)和表面复合中心临界密度(≈1×1012cm-3).当体内和表面复合中心密度分别小于其临界密度时,复合中心对太阳电池内量子效率、暗电流、短路电流密度、开路电压及转换效率的影响较小.但当体内和表面复合中心密度大于其临界密度时,随着体内和表面复合中心密度的增大,太阳电池电学性能随之显著降低.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2016(035)011【总页数】5页(P67-71)【关键词】单晶硅;太阳电池;复合中心;内量子效率;暗电流;转换效率【作者】周涛;陆晓东;吴元庆;张金晶【作者单位】渤海大学新能源学院,辽宁锦州 121000;渤海大学新能源学院,辽宁锦州 121000;渤海大学新能源学院,辽宁锦州 121000;渤海大学新能源学院,辽宁锦州121000【正文语种】中文【中图分类】TM914.4提高太阳电池转换效率是长期以来人们一直努力解决的问题[1-2]。

目前，市场上销售的太阳电池大部分是单晶硅和多晶硅太阳电池，产业化P型单晶硅太阳电池的最高转换效率已经达到20.3%[3]，为进一步提高产业化单晶硅太阳电池的转换效率，必须对太阳电池的材料参数、结构参数及制备工艺进行精细的设计和优化。

单晶硅太阳电池的光生载流子复合损耗受少子寿命的影响[4]，为实现高的光电转换效率，通常要求原始单晶硅材料的少子寿命越高越好。

单晶硅材料理论上具有理想的周期性结构，但对于实际的单晶硅太阳电池，从硅材料提纯、掺杂到电池的制备，会不可避免地在电池内部或表面引入不同类型的杂质并产生各种缺陷，这些杂质和缺陷会引起附加势场，形成局域化电子态，使电子和空穴束缚在杂质和缺陷周围，在带隙内形成复合中心能级[5]。

实验四 高频光电导衰减法测量硅（锗）单晶少子寿命少子寿命是少数载流子的平均生存时间，本实验的目的是使学生更深入地理 解高频光电导衰减法测少子寿命的原理，并掌握测试方法。

一、实验原理１、高频光电导法的测试原理（l）装置高频光电导测试装置如图２.１所示。

它主要由光学和电学两大部分组成。

光学系统主要是脉冲光源系统。

充电到几千伏的电容器，用脉冲触发，．通过氙气灯放电，给出余辉时间小于10ps 的光脉冲（1 次／ｓ）。

经光栏、聚光镜、滤波片发射于样品。

这种光源，光强强频谱丰富，能为硅、锗提供本征吸收边附近的有效激发光（硅是1．1ps，锗是1．7ps）在样品厚度范围内产生分布均匀的非平衡载流子。

但其中短波强吸收光只在前表面处产生非平衡载流子。

而它们会在表面复合掉。

故高、中阻样品要用硅或锗滤光片滤去短波强吸收光，以减小表面效应。

光源光强由氙灯直流高压、光栏和滤光片（厚0．5～2 mm）联合调节，并能在很宽范围内改变，以适应不同阻值的小信号测试要求。

对于τ＜１０μｓ者用余辉时间小于lμｓ的红外脉冲光源（３次／ｓ及３０次／ｓ），其光强由发光管电压调节。

电学系统主要有30ＭＨｚ的高频电源、宽频带前置放大厦，以及显示测试 信号的脉冲示波器等。

测量要求高频源内阻小且恒压，放大系统灵敏空高、线性 好，且示波器要有一标准的时间基线。

（2）取样显示30ＭＨｚ的高频源送出等幅的３０ＭＨｚ正弦波，经耦合电极耦合至单晶样 品，在其中产生同频率的高频电流0sin i I t ω=式中I ０为无光照时样品中高频电流的幅值；ω为频率。

此高频电流由另一同样 的电极耦合到检测电路的取样电阻R ２支路中。

当脉冲光以小注人条件照射样品时，产生了非平衡载流子，使电导率增加， 因高频源为恒压输出，故样品中高频电流的幅值增加ΔＩ， 以致光照时样品中 的高频电流是0()sin i I I t ω=+Δ光照间隙，样品中非平衡载流子因复合按指数规律衰减，高频电流幅值及在 R ２上的取样信号v 的幅值亦按同样规律衰退，即0(exp(/))sin f i I I t t τω=+Δ−0(exp(/))sin f v V V t t τω=+Δ−式中V O 为无光照时R ２上的的等幅高频电压幅值; ΔV 为光照后R ２上电压幅值的增量。

少子寿命在单晶硅太阳能电池生产中的变化研究刘金虎，刘邦武，夏洋，沈泽南，张祥，何静，宁婕妤（中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室，北京100029）摘要：非平衡少数载流子的平均生存时间称为非平衡少数载流子的寿命，简称少子寿命。

作为评价硅片质量和太阳能电池生产工艺优劣的一个重要手段，少子寿命的地位越来越重要。

所以本文主要研究少子寿命在单晶硅太阳能电池生产中的变化和相应变化所产生的原因。

影响和改善少子寿命的主要因素包括：硅片质量，制绒去损，磷铝吸杂，PECVD钝化，热退火等。

关键字：少子寿命，制绒去损，磷铝吸杂，PECVD钝化，热退火The study of changes of the Minority carrier lifetime in the production ofmonocrystalline silicon solar cellLiujinhu;Liubangwu;Xiayang;Shenzenan;Zhangxiang;Hejing;Ningjieyu(Key Laboratory of Microelectronics Devices and Integrated Technology,Institute of Microelectronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100029,China)Abstract:Non-equilibrium minority carriers average survival time is called non-equilibrium minority carriers lifetime,for short minority carriers lifetime.As one of the important means,minority carriers lifetime is taking important part in the production of the crystalline silicon.Minority carriers life can detect the quality of the wafer and the production process.This paper mainly studies the significance and variation of minority carriers lifetime, the paper also analyse the reason for variation of minority carriers lifetime.Through the analysis of experimental results,summarized the main factors that affect and improve minority carriers lifetime.The main factors is the quality of the wafer,the effect of texturing,aluminium and phosphorus gettering,the passivation of PECVD and the thermal annealing.Key words:the minority carriers lifetime;texturing;aluminium and phosphorus gettering;the passivation of PECVD;thermal annealing0.前言：光生电子和空穴从一开始在半导体中产生直到消失的时间称为寿命。

半导体材料和器件少子寿命测试实验讲义一、 实验目的：少子寿命是决定半导体器件工作特性的重要参数，材料中的缺陷和杂质对器件特性的影响在许多方面是通过对少子寿命的影响反映出来的。

因此，在材料、器件的设计制造中，对少子寿命的测试显得非常有必要。

本实验开设的目的是让学生掌握少子寿命的基本概念，学习半导体的少子寿命测试方法，动手测试少子寿命，从而增加学生的知识面，为物理理论和物理实验结合找到合适的实践平台。

二、 少子寿命的概念和原理§2．1少子寿命的基本概念在非零温度下，半导体中电子－空穴对的产生与复合随时都在发生，只不过在热平衡状态下，单位时间里产生与复合的电子－空穴对数相等，电子与空穴各自稳定地保持其热平衡密度不变而已。

但是，任何能够在此基础上增加或减少载流子数目（无论是成对地，还是不成对地）的外界激励都会破坏这个平衡，使载流子的密度分布偏离平衡状态。

当这个激励条件条件稳定下来之后，半导体中的载流子密度即相对于其热平衡密度获得一稳定增量（可正可负）。

此增量被称为非平衡载流子密度或额外载流子密度，对电子和空穴分别用n ∆和p ∆表示。

额外载流子密度与这个稳定激励在单位时间、单位体积半导体中产生（或抽取）的载流子数目具有正比例关系，即：n ∆＝n τG, p ∆＝p τG (2.1)式(2.1)中，G 代表产生（抽取）率，一般情况下，半导体中的额外载流子密度小于多数载流子密度，但远大于少数载流子密度。

因此，额外载流子的注入或抽取对少数载流子密度的影响最大，热平衡状态的恢复主要是少数载流子热平衡密度的恢复，所以n τ和p τ被称为少子寿命。

使半导体中载流子密度偏离平衡状态的外界刺激被取消之后，额外增加的载流子会很快通过复合而消失，被抽走的载流子会很快通过产生而回归，使载流子密度恢复到热平衡值。

恢复过程中，额外载流子密度随时间的变化表示为：n ∆(t)= n ∆(0) /n t e τ-，p ∆(t)= p ∆(0) /pt eτ- (2.2)式(2.2)表明，在这个过程进行到n τ或p τ时刻，剩下的额外载流子密度仅有其稳定激励时的1/e （常数e ≈2.73）。

表面复合对少子寿命测量影响的定量分析我们测量硅单晶、铸造多晶以及单晶硅片、多晶硅片的少子寿命，都希望得到与真实体寿命b τ相接近的测量值（表观寿命），而不是一个受表面影响很大的表面复合寿命s τ。

因为在寿命测量中只有b τ才能真正反映半导体材料的内在质量，而表面复合寿命只能反映样品的表面状态，是随表面状态变化而变化的变数。

通过仪器测量出的寿命值我们一般称为表观寿命，它与样品体寿命及表面复合寿命有如下关系，公式（1）由SEMI MF28-0707给出的计算公式τ0 =SF R τ--11（τ0或b τ表示体寿命）推演出来：SbFτττ111+=（1）即仪器测量值F τ，它实际上是少子体寿命b τ和表面复合寿命s τ的并联值。

光注入到硅片表面的光生少子向体内扩散，一方面被体内的复合中心（如铁原子）复合，另一方面扩散到非光照面，被该表面的复合中心复合。

光生少子在体内平均存在的时间由体复合中心的多少而决定，这个时间就称为体寿命。

如果表面很完美，则表面复合寿命趋于无穷大，那么表观寿命即等于体寿命。

但实际上的表面复合寿命与样品的厚度及表面复合速度有关。

由MF1535-0707中给出sl Dlsp diff s 222+=+=πτττ （2）可知，其中：diff τ=Dl22π——少子从光照区扩散到表面所需的时间sp τ=2ls——少子扩散到表面后，被表面（复合中心、缺陷能级）复合所需要的时间l ——样品厚度D ——少子扩散系数，电子扩散系数Dn=33.5cm 2/s ，空穴扩散系数Dp=12.4 cm 2/sS ——表面复合速度，单位cm/s硅晶体的表面复合速度随着表面状况在很大范围内变化。

如表1所示：表1据文献记载，硅抛光面在HF 酸中剥离氧化层后复合速度可低至0.25cm/s ，仔细制备的干氧热氧化表面复合速度可低至1.5-2.5cm/s ，但是要达到这样的表面状态往往不容易，也不稳定，除非表面被钝化液或氧化膜保护。

类单晶少子寿命浅析一、少子寿命的概念处于热平衡状态下的半导体，在一定温度下，载流子的浓度是一定的，称为平衡载流子浓度，如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，称为非平衡状态。

比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子。

非平衡载流子分为非平衡多数载流子和非平衡少数载流子，对于n型半导体材料，多出来的电子就是非平衡多数载流子，空穴则是非平衡少数载流子，对p型半导体材料则相反。

产生非平衡载流子的外界作用撤除以后，它们要逐渐衰减以致消失，最后载流子浓度恢复到平衡时的值，非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡少数载流子的寿命，简称少子寿命。

二、少子寿命的测试原理我们采用的是微波光电导衰退法测试少子寿命，主要包括激光注入产生电子-空穴对和微波探测信号这两个过程。

904nm的激光注入（对于硅，注入深度大约为30um）产生电子-空穴对，导致样品电阻率增加，当撤去外界光时，电阻率随时间指数衰减，这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势，从而通过微波探测电导率随时间变化的趋势就可以得到少数载流子的寿命。

三、硅片钝化前后的少子寿命对比下面对P0090098号锭钝化前后的少子寿命进行分析：A01-1（前）1.174图1 A01钝化前后的少子寿命对比图2 B10钝化前后少子寿命对比图3 C09钝化前后少子寿命对比从上面三个图可以看出钝化前后少子寿命差别很大，钝化前少子寿命＜1的硅片，钝化后少子寿命＜3us；钝化前少子寿命＞1的硅片，钝化后最高可达到38us，这说明钝化前的少子寿命只能代表一种趋势，不能反映硅片的真实少子寿命。

因为单多晶裸硅片若不经过清洗钝化，硅片表面复合中心占主导地位，掩盖了光照对体少子寿命的影响，因此对不经过清洗、钝化的裸硅片，无法确定少子寿命与光照时间的对应关系，也就无法判断硅片的质量。

下图分别为A01、B10、C09钝化前后少子寿命值趋势的对比情况：图4 钝化前后少子寿命值趋势对比从上图可以看出（1）钝化前、后的少子寿命趋势并不完全一致，钝化前少子寿命高的，钝化后不一定高。