基于光热效应的泵浦-双探测技术表征半导体特性研究

半导体载流子输运参数是表征半导体器件基本物理性能的重要参数，其检测是半导体制造业中的一个重要研究课题。本项目基于调制激光泵浦下半导体内产生的光热效应，利用泵浦-双探测光学技术，建立一套检测半导体输运（即少数载流子寿命、扩散系数及表面复合速度）及掺杂浓度纵向分布特性的光学实验系统，该系统能同时测量探测光的反射和透射/散射信号。利用本实验系统分析半导体中光热效应和双面抛光材料中信号畸变的产生机理，分析测量信号与检测参数的关系，建立单面及双面抛光半导体材料的检测理论模型，通过优化算法获取半导体材料的输运特性。针对掺杂半导体，分析检测信号与离子浓度纵向分布的关系，推导基于光热效应的多层模型及反演算法，探索泵浦-双探测光学技术进行半导体掺杂浓度纵向分布监测的新方法和新机理。由于该技术可用于在线评价半导体材料质量、性能及其掺杂浓度的纵向分布，因此，本项目研究对我国半导体产业的发展具有重要意义。

半导体载流子输运参数是表征半导体器件基本物理性能的重要参数，其检测是半导体制造业中的一个重要研究课题。本项目基于调制激光泵浦下半导体内产生的光热效应，利用泵浦-双探测光学技术，建立一套检测半导体输运（即少数载流子寿命、扩散系数及表面复合速度）的光学实验系统，该系统能同时测量探测光的反射和透射/散射信号。完善了半导体材料的调制自由载流子吸收技术的理论型，通过优化算法获取了半导体材料的输运特性。推导了调制自由载流子吸收技术的时域一维和三维理论模型并进行了仿真。在此基础上推导了半导体体中的温度场分布的时域理论。针对掺杂半导体，分析检测信号与离子浓度纵向分布的关系，推导基于光热效应的多层模型及反演算法。本项目研究对我国半导体产业的发展具有重要意义。