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第1章　电阻率测试 1

1.1 探针法 1

1.1.1　半导体材料的电阻率和载流子浓度 1

1.1.2　探针法测试电阻率的基本原理 3

1.1.3 四探针法的测试设备 14

1.1.4　样品制备及测试过程注意事项 16

1.1.5　四探针测试的应用和实例 19

1.2　无接触法 20

1.2.1　无接触法测试原理 21

1.2.2　无接触式涡流法测试设备 24

1.2.3　样品制备及测试过程注意事项 26

1.2.4　无接触测试的应用和实例 27

参考文献 28

第2章　扩展电阻测试 31

2.1　扩展电阻测试的基本原理 31

2.1.1　单探针结构扩展电阻的测试原理 32

2.1.2　二探针和三探针结构的测试原理 34

2.1.3　三种探针结构形式的比较 37

2.2　扩展电阻测试系统 37

2.3　扩展电阻测试的样品 39

2.3.1　扩展电阻法样品的磨角 39

2.3.2　扩展电阻法样品的制备 40

2.4　扩展电阻测试的影响因素 41

2.4.1　扩展电阻法测量过程中应注意的问题 41

2.4.2　扩展电阻法测量浅结器件结深和杂质分布时应注意的问题 43

2.5　扩展电阻测试的应用和实例 44

2.5.1 硅晶体电阻率微观均匀性的测量 44

2.5.2　硅晶体中氧浓度及其分布的测量 44

2.5.3　硅晶体离子注入层的测试 47

2.5.4　硅外延层厚度和载流子浓度的测试 48

2.5.5　硅pn结和器件结构的测试 50

2.5.6　硅晶体中杂质扩散特性的测试 51

参考文献 53

第3章　少数载流子寿命测试 54

3.1　少数载流子的寿命 54

3.1.1　非平衡载流子的产生 54

3.1.2　非平衡载流子寿命 56

3.2　少数载流子寿命测试的基本原理和技术 59

3.2.1　少数载流子寿命的测试 59

3.2.2　直流光电导衰退法 59

3.2.3　高频光电导衰退法 65

3.2.4　表面光电压法 68

3.2.5　少子脉冲漂移法 69

3.3　微波光电导衰退法 71

3.3.1　微波光电导测试基本原理 71

3.3.2　微波光电导测试系统和设备 74

3.3.3　微波光电导测试样品 77

3.3.4　微波光电导测试影响因素 77

3.3.5　微波光电导测试的应用和实例 84

参考文献 92

第4章　少数载流子扩散长度测试 93

4.1　表面光电压测试原理 94

4.1.1　古德曼关系 94

4.1.2　少子扩散长度 98

4.1.3　理论修正 102

4.2　表面光电压测试系统 106

4.3　表面光电压测试样品和测试工艺 108

4.3.1　测试样品 108

4.3.2　测试工艺 110

4.4　表面光电压测试影响因素 110

4.4.1　吸收系数 111

4.4.2　反射率 111

4.4.3　探针及光斑直径 111

4.4.4　温度 112

4.4.5　表面复合 112

4.4.6　陷阱 112

4.4.7　扫描方式 112

4.5　表面光电压测试的应用和实例 113

4.5.1　硅片中的Fe浓度测试 113

4.5.2　多晶硅薄膜性能表征 115

4.5.3　化合物半导体InP性能表征 116

参考文献 117

第5章　霍尔效应测试 120

5.1　霍尔效应的基本理论 120

5.1.1　霍尔效应的基本原理 120

5.1.2　范德堡测试技术 122

5.2　霍尔效应的测试系统 125

5.2.1　霍尔效应测试仪的结构 125

5.2.2　霍尔效应仪的灵敏度 126

5.3　霍尔效应的样品和测试 127

5.3.1　霍尔效应测试的样品结构 127

5.3.2　霍尔效应测试的测准条件 128

5.3.3　霍尔效应测试步骤 130

5.4　霍尔效应测试的应用和实例 131

5.4.1　硅的杂质补偿度测量 131

5.4.2　ZnO的载流子浓度、迁移率和补偿度测量 134

5.4.3　硅超浅结中载流子浓度的深度分布测量 135

参考文献 137

第6章　红外光谱测试 139

6.1　红外光谱测试原理 139

6.1.1　红外光谱测试的基本分类 139

6.1.2　傅里叶变换红外光谱测试的基本原理 140

6.1.3　傅里叶变换红外光谱测试的特点 142

6.2　傅里叶变换红外光谱的测试系统 143

6.3　红外光谱测试的样品和影响因素 146

6.3.1　测试样品制备 146

6.3.2　测试影响因素 146

6.4　傅里叶红外光谱的应用和实例 147

6.4.1　硅晶体中杂质和缺陷的测量 147

6.4.2　砷化镓中杂质和缺陷的测量 163

6.4.3　锗中杂质的测量 168

6.4.4　氮化镓中杂质的测量 170

参考文献 171

第7章　深能级瞬态谱测试 173

7.1　深能级瞬态谱测试的基本原理 174

7.1.1　陷阱中心的基本电学性质 174

7.1.2　陷阱对自由载流子的俘获和发射 175

7.1.3　陷阱中心引起的电容瞬态变化 177

7.2　深能级瞬态谱测试技术 182

7.2.1 Boxcar技术 182

7.2.2　双脉冲Boxcar技术 184

7.2.3 Lock-in技术 185

7-2-4 CC-DLTS技术 187

7.2.5 傅里叶变换DLTS技术 188

7.2.6　Laplace转换的DLTS技术 190

7.2.7　光生电导DLTS技术 192

7.2.8 扫描DLTS技术 194

7.3　深能级瞬态谱测试信号的分析 195

7.3.1　俘获截面和能级位置的测量 195

7.3.2　陷阱深度分布的测量 197

7.3.3 电场效应和德拜效应的测量 197

7.3.4　扩展缺陷的DLTS谱特征 199

7.4　深能级瞬态谱测试系统及品质因子 200

7.4.1 DLTS测试系统 200

7.4.2　DLTS测试系统的品质因子 201

7.5　深能级瞬态谱测试样品 203

7.5.1 DLTS样品要求 203

7.5.2　欧姆接触 204

7.5.3 肖特基接触 205

7.6　深能级瞬态谱测试的应用和实例 205

7.6.1　GaAs薄膜缺陷的测量 205

7.6.2　硅晶体点缺陷的测量 209

7.6.3　硅晶体金属杂质的测量 212

7.6.4　硅晶体位错和氧化诱生层错的测量 215

7.6.5　硅晶体氧沉淀的测量 218

7.6.6　SDLTS的应用实例 219

参考文献 221

第8章　正电子湮没谱测试 223

8.1　正电子湮没的基本原理 223

8.1.1　正电子湮没的过程 224

8.1.2　正电子湮没谱 227

8.2　正电子湮没的测试和系统 232

8.2.1　未经调制的正电子技术 232

8.2.2　慢正电子技术 234

8.3　正电子湮没谱测试的应用和实例 236

8.3.1　空位点缺陷的测量 236

8.3.2　空位－杂质复合体的测量 239

8.3.3 空洞（void）的测量 241

8.3.4　负离子及位错的测量 243

参考文献 246

第9章　光致荧光谱测试 248

9.1　光致荧光的基本原理 249

9.1.1　光致荧光基本概念 249

9.1.2　荧光辐射寿命和效率 251

9.1.3　半导体材料中的辐射复合 252

9.2　光致荧光谱测试技术 261

9.2.1　光致荧光谱特征 261

9.2.2　光致荧光谱类型 263

9.3　光致荧光测试系统和样品 269

9.3.1　光致荧光测试系统 269

9.3.2　测试样品 271

9.3.3　光谱校正 272

9.4　光致荧光谱测试的应用和实例 273

9.4.1　杂质及其浓度的测量 273

9.4.2　化合物组分的测量 274

9.4.3　成分均匀性的测量 275

9.4.4　位错的测量和表征 276

9.4.5　晶体质量的表征 278

9.4.6　纳米半导体材料的测量 279

参考文献 281

第10章　紫外－可见吸收光谱测试 284

10.1　光吸收的基本原理 284

10.1.1　光的吸收 284

10.1.2　朗伯－比耳定律 285

10.1.3　固体中光的吸收规律 287

10.1.4　半导体材料中光的吸收规律 288

10.2　紫外－可见光分光光度测试原理 290

10.2.1　紫外－可见光分光光度计 290

10.2.2　紫外－可见光分光光度计测试原理 291

10.3　紫外－可见光分光光度计系统 291

10.3.1　紫外－可见光分光光度计构成 291

10.3.2　紫外－可见光分光光度计发展 293

10.4　紫外－可见吸收光谱测试的应用和实例 294

10.4.1　能带带隙的测量 294

10.4.2　掺杂剂浓度的测量 296

10.4.3　纳米半导体尺寸的测量 298

10.4.4　纳米半导体材料的生长监控 300

参考文献 301

第11章　电子束诱生电流测试 303

11.1 电子束诱生电流测试的基本原理 304

11.1.1 多余载流子的产生 304

11.1.2　载流子漂移和扩散 306

11.1.3　载流子复合 306

11.1.4　电流信号收集 307

11.1.5　EBIC衬度和分辨率 309

11.1.6　EBIC衬度图像的理论模型 309

11.2 电子束诱生电流测试半导体参数的原理 310

11.2.1　少数载流子扩散长度 310

11.2.2　表面复合速率 313

11.2.3　掺杂杂质条纹衬度 314

11.3　电子束诱生电流测试缺陷和杂质的原理 315

11.3.1 缺陷EBIC衬度的起源 315

11.3.2　缺陷EBIC衬度的理论模型 316

11.3.3　缺陷的EBIC衬度与温度的关系（C-T曲线） 317

11.3.4　缺陷EBIC衬度与注入的关系（C-Ib曲线） 318

11.4　电子束诱生电流测试系统和样品 319

11.4.1　EBIC测试系统 319

11.4.2　EBIC测试样品 319

11.5 电子束诱生电流测试的应用和实例 321

11.5.1　位错的EBIC测试 321

11.5.2　层错的EBIC测试 323

11.5.3 晶界的EBIC测试 324

11.5.4　氧杂质的EBIC测试 330

11.5.5　金属杂质的EBIC测试 332

11.5.6　氢钝化效果的测试 333

11.5.7　pn结二极管漏电流测试 335

11.5.8　MOS结构的EBIC测试 336

11.5.9　其他半导体材料和器件的测试 341

参考文献 345

第12章　I-V和C-V测试 352

12.1　I-V测试的基本原理 353

12.2　C-V测试原理 356

12.2.1 pn结的C-V测试原理 356

12.2.2 肖特基结的C-V特性 360

12.2.3 MIS结构的C-V特性 362

12.3 I-V和C-V测试系统 369

12.4 I-V和C-V测试的样品和影响因素 370

12.4.1 I-V和C-V的样品制备 370

12.4.2 C-V测量的影响因素 372

12.5 I-V和C-V测量的应用和实例 373

12.5.1　金半（金属－半导体）接触类型的确定 373

12.5.2　太阳电池参数的测量 374

12.5.3　半导体材料电阻率的测量 375

12.5.4　半导体材料导电类型的确定 376

12.5.5　掺杂浓度的测量 376

12.5.6 肖特基势垒高度的确定 379

12.5.7　pn结串联电阻的测量 380

参考文献 381