硅襯底輻照損傷噪聲測試樣品研究.pdf

1、硅半導(dǎo)體材料作為IC主要的襯底材料，對其性能及輻照損傷的研究已有五十多年的歷史。隨著微電子工藝的發(fā)展，對硅襯底材料提出了越來越高的要求。但現(xiàn)有的研究方法均存在一定的局限性，迫切需要一種靈敏、快速、無損的研究手段?；诘皖l噪聲的表征技術(shù)即具有上述的優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料及器件的可靠性表征及壽命預(yù)測。 硅襯底材料的輻射效應(yīng)主要表現(xiàn)為少子壽命衰減和多子去除效應(yīng)。在硅單晶太陽能電池中，硅襯底材料為器件的基區(qū)。本論文選用硅單晶太陽

2、能電池器件，對輻照前后的電學(xué)參數(shù)和噪聲參數(shù)進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)硅襯底材料的輻照損傷與電池的性能密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨輻照總劑量的增加，光電池的電參數(shù)與噪聲參數(shù)均發(fā)生變化并有較好的對應(yīng)關(guān)系。電參數(shù)的衰減與基區(qū)的少子壽命密切相關(guān)，主要表現(xiàn)為光電流減小，暗電流增加。噪聲參數(shù)與勢壘區(qū)的復(fù)合效應(yīng)密切相關(guān)，主要表現(xiàn)為頻率指數(shù)基本不變，噪聲幅值呈增大趨勢。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立了硅襯底材料輻照損傷的電學(xué)模型和噪聲模型。 由上面的實(shí)驗(yàn)和理論分析，發(fā)現(xiàn)襯

3、底對器件的性能有明顯的影響。到目前為止，關(guān)于1/f噪聲的理論和模型各不相同，但是都是建立在兩個基本漲落機(jī)制基礎(chǔ)上，一個是載流子數(shù)漲落機(jī)制，另一個是載流子遷移率漲落機(jī)制。太陽能電池輻照損傷可以用數(shù)漲落模型解釋，因此研究襯底輻照損傷的載流子數(shù)漲落問題時可以選用太陽能電池樣品。為了考察襯底輻照損傷的遷移率漲落問題，本文設(shè)計(jì)了襯底電阻樣品。通過理論分析，發(fā)現(xiàn)襯底電阻樣品的噪聲參數(shù)與樣品的摻雜和幾何參數(shù)密切相關(guān)。本論文主要從摻雜濃度和幾何參數(shù)兩個