ищується і час життя, що призводить до зменшення відносного внеску об'ємної рекомбінації і, відповідно, до збільшення відносного внеску поверхневої рекомбінації при проведенні вимірювань. Тим самим проблема з ретельністю підготовки поверхні лише поглиблюється в часі.
Іншим підходом, що дозволяє зменшити паразитний внесок поверхневої рекомбінації, є збільшення товщини вимірюваної шайби: при товщині шайби, на порядок перевищує дифузійну довжину, внесок поверхневої рекомбінації в вимірюваний сигнал стає практично несуттєвим. Але оскільки в сучасних високоякісних злитках кремнію дифузійна довжина становить десяті частки сантиметри, це вимагає відрізання шайб з кожного боку товщиною в кілька сантиметрів, що при типовій довжині злитка 50-100 см стає вже істотної безповоротною втратою обсягу продукції. Крім того, навіть при великих товщинах вимірюваної шайби внесок поверхневої рекомбінації залишається зважаючи локалізації області генерації надлишкових носіїв заряду в приповерхневому шарі, що становить близько 1 мкм вимірюваної шайби. Це, у свою чергу, пов'язано з малою глибиною поглинання світла з довжиною хвилі 1,06 мкм в кремнії - близько 1 мм.
Відомий спосіб вимірювання часу життя носіїв заряду методом використання двох променів інфрачервоного діапазону, що застосовується для визначення часу життя носіїв заряду в зразках кремнію у формі брусків прямокутного перерізу міліметрових розмірів в перетині.
Метод включає в себе:
· різку, шліфування, полірування і хімічну обробку граней зразка
· освітлення однієї грані зразка імпульсним променем лазера з довжиною хвилі 1,06 мкм і тривалістю імпульсу менш вимірюваного часу життя з метою імпульсної інжекції надлишкових носіїв у вимірювану область пластини за рахунок генерації електронів і дірок
· освітлення іншій грані, що примикає до вищеназваної, безперервним променем лазера з довжиною хвилі 3,39 мкм, з діаметром променя меншим, ніж ширина освітлюваної їм грані, з метою тестування кількості введених носіїв заряду по поглинанню на вільних носіях
· реєстрацію часової залежності інтенсивності випромінювання 3,39 мкм, що пройшов через зразок, з використанням фотоприймача з інерційністю меншою, ніж вимірюваний час життя
· варіювання координати точки падіння тестуючого променя 3,39 мкм на грань і е) математичну обробку виміряної тимчасовою і координатної залежностей сигналу фотоприймача.
У результаті математичної обробки, що представляє собою зіставлення виміряних залежностей з результатами розрахунків з фізичної моделі поведінки інжектованих носіїв у часі і в просторі, що враховує процес рекомбінації носіїв на поверхні, визначаються об'ємне час життя і швидкість поверхневої рекомбінації.
Важливою особливістю методу є довжина хвилі перші лазера 1,06 мкм. Випромінювання цього лазера створює надлишкові носії заряду в кремнії. Просторовий розподіл інжектованих носіїв заряду вглиб зразка по нормалі від освітлюваної світлом 1,06 мкм грані безпосередньо після імпульсу інжекції повторює розподіл інтенсивності випромінювання лазера 1,06 мкм в міру його проходження вглиб зразка. Оскільки коефіцієнт поглинання для кремнію на довжині хвилі 1,06 мкм становить 10 зворотних сантиметрів, це означає, що інжектовані носії в основному зосереджені на глибині, рівній зворотному значенню коефіцієнта поглинання, а саме 1 мм.
Даний метод має такі недоліки:
· Метод не дозволяє виміряти неразрушающим чином просторовий розподіл часу життя в злитках, оскільки в силу відносно малою глибини проникнення випромінювання накачування для вимірювання повинні застосовуватися зразки у формі брусків з поперечним розміром приблизно 1 мм.
· Потрібно дуже ретельна підготовка поверхні, щоб зменшити неточність, пов'язану з паразитним внеском поверхневої рекомбінації. Достовірність отриманих результатів оцінити проблематично, оскільки крім паразитного вкладу власне поверхневої рекомбінації залишається неврахованою вплив можливого вбудованого електричного поля поблизу поверхні на просторово-часову кінетику носіїв заряду.
Технічним результатом винаходу є створення способу, який дозволяє неруйнівним чином отримати тривимірну картину розподілу часу життя носіїв заряду в злитках кремнію практично будь-яких розмірів. У заявляється способу принципово усуваються та інші недоліки, а саме паразитное вплив поверхневої рекомбінації в вимірювану величину, здатне приводити до недостовірності одержуваних результатів, а також необхідність ретельної підготовки поверхні з метою зниження поверхневої рекомбінації.
Технічний результат досягається тим, що в способі вимірювання часу життя носіїв заряду в кремнії, що включає підготовку об'єкта до...
