一种半导体材料少子寿命测量装置的制作方法

本实用新型涉及半导体测试技术领域，特别涉及一种半导体材料少子寿命测量装置。

背景技术：

随着电子工业的发展，对于材料和器件的质量有了更高的要求，对少子寿命的测量也更加重视起来。少子寿命是半导体材料和器件的一个重要参数，其中非平衡少数载流子寿命是最基本的参数之一。对半导体器件的正向压降、开关速度、发光二极管的发光效率以及光伏器件转换效率等都有影响，在材料和器件工艺研究中发挥了重要作用。

关于半导体材料少子寿命测量的方法很多，上海交通大学物理系太阳能研究所报道了一种基于微波反射光电导来测量少子寿命的装置，该装置是利用光照前后微波透过半导体样品传输信号的变化测量少子寿命。中国专利ZL200310108310.7提供了一种太阳能电池少数载流子寿命分析仪，这种装置是通过测量光照前后微波辐射半导体样品后反射信号的变化测量少子寿命。上述测量装置虽然测量寿命准确、精度高，但装置结构复杂，成本较高，难以实现短寿命的测量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种半导体材料少子寿命测试装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种半导体材料少子寿命测量装置，其特征在于，它包括光源、测量台、微处理器、设置在微处理器内部的片内A/D转换器、显示器和控制器，

光源位于测量台正上方，测量台连接有恒流源和高速放大器；高速放大器一方面与片内A/D转换连接，另一方面高速放大器与微处理器之间还连接有两个比较器，微处理器通过两个D/A转换模块分别与两个比较器的输入端连接，其中一个比较器用于控制微处理器内部计时器的启动，另一个比较器用于计时器的停止，所述恒流源、显示器和控制器分别与微处理器连接。

进一步，还包括光源驱动装置，光源驱动装置与光源连接并由微处理器控制。

进一步，光源为激光光源。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型，可以通过对高功率、窄脉宽的光脉冲的控制实现半导体材料少子寿命测试，测试过程与样品无需接触，设备结构简单、成本低廉、使用方便，且很容易实现半导体材料短寿命测量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的的系统框图；

图2是本实用新型的工作流程图；

图中，光源1，光源驱动装置2，恒流源3，测量台4，高速放大器,5，比较器6、8， D/A转换模块7、9，片内A/D10，微处理器11，显示12，控制器13。

具体实施方式

实施例：参见图1和图2。

一种半导体材料少子寿命测量装置，它包括光源1、测量台4、微处理器11、设置在微处理器11内部的片内A/D转换器10、显示器12和控制器13，光源1采用激光光源，光源1位于测量台4正上方，测量台4连接有恒流源3和高速放大器5；高速放大器5一方面与片内A/D转换器10连接，另一方面高速放大器5与微处理器11之间还连接有两个比较器6、8，微处理器11通过两个D/A转换模块7、9与两个比较器6、8的输入端连接，其中比较器6用于控制微处理器11内部计时器的启动(判断放大电路出来的信号是否真的下降，可设定在99%稳态时的电压差值)，比较器8用于计时器的停止，所述恒流源3、显示器12和控制器13分别与微处理器11连接。采用激光光源1、高速放大器5和比较器6、8构成的系统可控制光脉冲输出，可实现更精确的少子寿命测量。采用两个比较器6、8，可以消除脉冲光源的误差和降低对光源的要求。

还包括光源驱动电流2，光源驱动装置2与光源1连接并由微处理器11控制。

恒流源3的大小由微处理器11控制。整个控制软件主要是控制外围电路协调工作，实现少子寿命的精确测量。

在图2中为少子寿命测量流程图，当按下控制器13的控制键后开始测量，微控制器11控制恒流源3输出一个恒定的电流到样品上，此时先不加光源1，利用片内A/D转换器10采样高速放大器5输出电压U₀并保存。微处理器11通过控制光源驱动装置2打开激光光源，当光照稳定后；此时样品内非平衡载流子浓度最大，高速放大器4输出最大电压U_max。利用D/A转换模块7、9将99%和35.8%的（U_max－U₀）电压分别输出到比较器6和比较器8的一个输入端，当电压稳定后，关闭光源1；当高速放大器5输出到比较器6的信号下降到99% （U_max－U₀）时输出一个下降沿，启动微处理器11内部的计时器开始计时。半导体样品内非平衡载流子会不断减少，即（U_max－U₀）减少，当高速放大器5输出电压减小到小于35.8%（U_max－U₀）时，比较器8输出一个下降沿，利用该下降沿作为微处理器11的计时器停止信号，通过多次测量求平均值，最终得到精确的少子寿命数值。