本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體材料少子壽命測量裝置。

背景技術(shù)：

隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對于材料和器件的質(zhì)量有了更高的要求，對少子壽命的測量也更加重視起來。少子壽命是半導(dǎo)體材料和器件的一個(gè)重要參數(shù)，其中非平衡少數(shù)載流子壽命是最基本的參數(shù)之一。對半導(dǎo)體器件的正向壓降、開關(guān)速度、發(fā)光二極管的發(fā)光效率以及光伏器件轉(zhuǎn)換效率等都有影響，在材料和器件工藝研究中發(fā)揮了重要作用。

關(guān)于半導(dǎo)體材料少子壽命測量的方法很多，上海交通大學(xué)物理系太陽能研究所報(bào)道了一種基于微波反射光電導(dǎo)來測量少子壽命的裝置，該裝置是利用光照前后微波透過半導(dǎo)體樣品傳輸信號的變化測量少子壽命。中國專利ZL200310108310.7提供了一種太陽能電池少數(shù)載流子壽命分析儀，這種裝置是通過測量光照前后微波輻射半導(dǎo)體樣品后反射信號的變化測量少子壽命。上述測量裝置雖然測量壽命準(zhǔn)確、精度高，但裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，難以實(shí)現(xiàn)短壽命的測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種半導(dǎo)體材料少子壽命測試裝置。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種半導(dǎo)體材料少子壽命測量裝置，其特征在于，它包括光源、測量臺(tái)、微處理器、設(shè)置在微處理器內(nèi)部的片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器、顯示器和控制器，

光源位于測量臺(tái)正上方，測量臺(tái)連接有恒流源和高速放大器；高速放大器一方面與片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換連接，另一方面高速放大器與微處理器之間還連接有兩個(gè)比較器，微處理器通過兩個(gè)D/A轉(zhuǎn)換模塊分別與兩個(gè)比較器的輸入端連接，其中一個(gè)比較器用于控制微處理器內(nèi)部計(jì)時(shí)器的啟動(dòng)，另一個(gè)比較器用于計(jì)時(shí)器的停止，所述恒流源、顯示器和控制器分別與微處理器連接。

進(jìn)一步，還包括光源驅(qū)動(dòng)裝置，光源驅(qū)動(dòng)裝置與光源連接并由微處理器控制。

進(jìn)一步，光源為激光光源。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果：

本實(shí)用新型，可以通過對高功率、窄脈寬的光脈沖的控制實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體材料少子壽命測試，測試過程與樣品無需接觸，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便，且很容易實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體材料短壽命測量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的的系統(tǒng)框圖；

圖2是本實(shí)用新型的工作流程圖；

圖中，光源1，光源驅(qū)動(dòng)裝置2，恒流源3，測量臺(tái)4，高速放大器,5，比較器6、8， D/A轉(zhuǎn)換模塊7、9，片內(nèi)A/D10，微處理器11，顯示12，控制器13。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：參見圖1和圖2。

一種半導(dǎo)體材料少子壽命測量裝置，它包括光源1、測量臺(tái)4、微處理器11、設(shè)置在微處理器11內(nèi)部的片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器10、顯示器12和控制器13，光源1采用激光光源，光源1位于測量臺(tái)4正上方，測量臺(tái)4連接有恒流源3和高速放大器5；高速放大器5一方面與片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器10連接，另一方面高速放大器5與微處理器11之間還連接有兩個(gè)比較器6、8，微處理器11通過兩個(gè)D/A轉(zhuǎn)換模塊7、9與兩個(gè)比較器6、8的輸入端連接，其中比較器6用于控制微處理器11內(nèi)部計(jì)時(shí)器的啟動(dòng)(判斷放大電路出來的信號是否真的下降，可設(shè)定在99%穩(wěn)態(tài)時(shí)的電壓差值)，比較器8用于計(jì)時(shí)器的停止，所述恒流源3、顯示器12和控制器13分別與微處理器11連接。采用激光光源1、高速放大器5和比較器6、8構(gòu)成的系統(tǒng)可控制光脈沖輸出，可實(shí)現(xiàn)更精確的少子壽命測量。采用兩個(gè)比較器6、8，可以消除脈沖光源的誤差和降低對光源的要求。

還包括光源驅(qū)動(dòng)電流2，光源驅(qū)動(dòng)裝置2與光源1連接并由微處理器11控制。

恒流源3的大小由微處理器11控制。整個(gè)控制軟件主要是控制外圍電路協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)少子壽命的精確測量。

在圖2中為少子壽命測量流程圖，當(dāng)按下控制器13的控制鍵后開始測量，微控制器11控制恒流源3輸出一個(gè)恒定的電流到樣品上，此時(shí)先不加光源1，利用片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器10采樣高速放大器5輸出電壓U₀并保存。微處理器11通過控制光源驅(qū)動(dòng)裝置2打開激光光源，當(dāng)光照穩(wěn)定后；此時(shí)樣品內(nèi)非平衡載流子濃度最大，高速放大器4輸出最大電壓U_max。利用D/A轉(zhuǎn)換模塊7、9將99%和35.8%的（U_max－U₀）電壓分別輸出到比較器6和比較器8的一個(gè)輸入端，當(dāng)電壓穩(wěn)定后，關(guān)閉光源1；當(dāng)高速放大器5輸出到比較器6的信號下降到99% （U_max－U₀）時(shí)輸出一個(gè)下降沿，啟動(dòng)微處理器11內(nèi)部的計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。半導(dǎo)體樣品內(nèi)非平衡載流子會(huì)不斷減少，即（U_max－U₀）減少，當(dāng)高速放大器5輸出電壓減小到小于35.8%（U_max－U₀）時(shí)，比較器8輸出一個(gè)下降沿，利用該下降沿作為微處理器11的計(jì)時(shí)器停止信號，通過多次測量求平均值，最終得到精確的少子壽命數(shù)值。