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深能級瞬態譜(DLTS)

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深能級瞬態譜(DLTS)

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董琛琛

PL測試工程師

2年透射電鏡(TEM)測試經驗。擅長低電壓TEM和負染色技術,以及熒光光譜測試。

項目介紹

深能級瞬態譜(Deep Level Transient Spectroscopy, DLTS)是一種高靈敏度電學測試技術,專門用來定量檢測半導體中微量雜質、缺陷的深能級及界面態。通過對樣品的溫度掃描,可以給出表征半導體禁帶范圍內的雜質、缺陷深能級及界面態隨溫度(即能量)分布的DLTS 譜。簡單說,它能告訴你:“樣品里有哪些‘陷阱’,這些陷阱有多深、有多少、對器件性能影響多大。”

深能級瞬態譜(DLTS)的原理可以概括為“電-熱瞬態指紋”:先在半導體結上施加偏壓脈沖,把多數載流子注入并填滿禁帶中的深能級缺陷(陷阱);脈沖結束后回到反向偏置,這些被俘獲的載流子將隨溫度升高以特征時間常數釋放,導致結電容產生指數衰減瞬態。通過在不同溫度下記錄電容瞬態,并用速率窗(rate-window)或傅里葉變換提取時間常數,可繪制出 Arrhenius 圖,從而定量給出缺陷的激活能、濃度、俘獲截面及空間分布。

DLTS 廣泛應用于功率與高頻器件、光伏和光電器件的材料缺陷診斷與工藝優化。具體例子包括:在 GaN HEMT 中識別導致動態 RON 升高的界面陷阱;在 SiC MOSFET 中量化碳空位缺陷以降低柵氧漏電;在鈣鈦礦太陽能電池中定位影響載流子壽命的深能級;以及在量子阱激光器里評估生長缺陷對閾值電流的影響。因其高靈敏度(可檢出濃度低至 101? cm?3 的陷阱),DLTS 已成為寬禁帶半導體和第三代器件可靠性研究的標準工具。

樣品要求

1、器件封裝好,整體長度最好不超過4cm,有兩根引線;

2、樣品需要具有好的導電性。

3、脈沖發生器電壓范圍:±20.4 V(可選 ±102 V);脈沖寬度:1 μs – 1000 s。電容測量高頻信號:100 mV @ 1 MHz(可選 20 mV);電容范圍:3 pF、30 pF、3000 pF(自動或手動);靈敏度:0.01 fF。電壓測量范圍:±10 V;靈敏度:< 1 μV。溫度范圍:30 K – 450 K。電阻范圍:0.1 mΩ – 10 GΩ。

4、可測試:C-V,I-V-T,DLTS。

項目案例
常見問題
1、電致發光光譜和光致發光光譜的區別是什么?

EL光譜:激發方式為電注入,得到器件實際工作狀態下的發光情況;

PL光譜:激發方式為光激發,得到的是材料本征發光性質。

深能級瞬態譜(DLTS)

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