载波寿命是半导体波分析和材料的重要参数。我们需要一种常见的载波寿命偏差方法。在这里,我们介绍微波光导衰变,即微PCD。
微PCD通常过时,因为微PCD是长期传导和长期干扰的方法,所以通常已经过时。这种方法的另一个优点是,在任何结构的材料的偏差之后,对它不敏感。演示这个程序的将是高藤阿萨达,一个来自我实验室的学生。
要开始此过程,请准备一个 n 型 4H 碳化硅表层。使用超声波垫圈,用丙酮清洗样品五分钟,然后用水冲洗五分钟。随后,使用氮气枪去除样品表面的水分。
接下来,准备一摩尔硫酸、氯化氢、硫酸钠、氢氧化钠或氢氟酸的一个重量百分比。准备要测量的水溶液。然后将水溶液倒入石英电池中。
将准备好的样品转移到细胞中,然后浸入水溶液中。要准备测量设备,请打开 266 纳米脉冲激光的电源以激发光源。然后将激光模式设置为待机状态。
使用 BNC 电缆连接脉冲激光器和振荡器。打开振荡器,向脉冲激光输入 100 赫兹脉冲波。随后,使用 BNC 电缆将光电二极管连接到示波器以触发采集。
然后打开光电二极管。接下来,戴上安全眼镜。照射脉冲激光,将微波波导孔放在激光光的光路上,以垂直于光的方向。
在脉冲激光的光路上安装一个半镜,将脉冲激光反射到光电二极管。之后,打开示波器,并在足以检测光电二极管信号的电压上设置触发阈值。然后用示波器检查触发频率,必要时进行调谐。
随后,将激光模式设置为待机状态。在微波波导轨中连接一个沙基阻隔二极管,用于反射微波检测,并与 BNC 电缆连接示波器的信号输入通道。接下来,对喷枪二极管施加 9.5 伏电压。
将石英电池放在孔径前部的支架上,并用胶带固定。要测量载波寿命,请打开激光振荡,将光线擦除到样品中。在光路上放置一个半波板、一个偏振器和一个功率计。
将脉冲激光器擦除到功率计。检查激光的激发强度。然后调整半波角,以控制激发强度。
之后,从光路上拆下功率计。调整示波器的时间和电压尺度,使峰值信号显示在示波器上。随后,通过E-H调谐器调整微波的振幅和相位。
检查示波器,查找峰值信号最大值的 E-H 调谐器。E-H 调谐器调整失败会导致信号丢失。此步骤应执行最仔细。
现在,受损的过调产生调谐器记录和不正确的测量。无法在数据过程中确认调整失败。调整示波器的时间刻度,并在示波器上的测量区域中绘制衰减曲线。
平均信号任意时间,以提高信噪比。然后将测量数据作为电子文件保存到内存驱动器中。要处理数据,请将信号数据导入个人计算机,并绘制从实验中获得的衰减曲线作为时间函数。
计算背景噪声级别的平均值,从衰减信号中减去它,并绘制为时间函数。查找衰减信号的峰值,然后将衰减信号除以峰值。此图显示了在空气中和水溶液中 n 型 4H 碳化硅的微 PCD 衰减曲线。
在水溶液中,266纳米的激发光被照射到4H碳化硅的硅相中。衰变曲线的时间常数较长,样品浸入酸性水溶液中,这意味着酸性溶液钝化硅相的表面状态,减少过量载体的表面重组。请记住这些当前属性是隔音的。
通过高电导率隔音测量,信号强度将很小。在这种情况下,信号的分叉将重新分级。在将样品压在热板上时,可以吹制热件进行高温测量。
通过高温测量,推测不同15个载波寿命的特性。该方法已成为传统半导体工业的专有产品。通过这种方法,我们可以对40欧姆相同的导电材料及其表面特性进行互补。
脉冲射线是危险的。请务必使用安全眼镜,不要佩戴手表以防止光线反射。