[发明专利]半导体材料光致发光测量中掺杂浓度和少数载流子寿命分离

权利要求书

1.一种分析半导体材料的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(a)激发所述材料从而产生光致发光；

(b)测量由所述材料辐射出的光致发光强度；

(c)对测得的光致发光强度进行关于所述材料本底掺杂浓度变化的归一化，从而获得归一化的光致发光强度；以及

(d)根据所述材料的一项或多项特性分析所述归一化的光致发光强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材料的实质区域被激发，并且所述测量步骤对从所述区域内辐射出的光致发光进行成像。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述材料为硅锭或硅块，并且所述方法被用于所述锭或块的至少一个侧面。

4.根据上述权利要求任一所述的方法，其特征在于：所述本底掺杂浓度通过实验方法测得。

5.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述本底掺杂浓度根据经验来被确定，或通过理论关系式计算得到。

6.根据上述权利要求任一所述的方法，其特征在于：所述归一化的光致发光强度被解释为所述材料的有效少数载流子寿命的量度。

7.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：根据体寿命和归一化光致发光强度之间的预定理论关系式，将所述归一化的光致发光强度转换为所述材料的体少数载流子寿命的量度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述理论关系式被用于所述材料的多个具有相似表面处理的样品。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述特性为所述材料中位错的面密度或体密度。

10.一种分析硅锭或硅块的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(a)激发所述硅锭或硅块的至少一个侧面的至少一个部位，从而产生光致发光；

(b)获取至少一个所述侧面的所述至少一个部位所辐射出的光致发光的至少一张图像；以及

(c)根据所述硅锭或硅块中位错面密度的变化对所述至少一张图像进行解释。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：对从所述锭或块的不同侧面得到的光致发光图像进行分析，从而获得随后从所述硅锭或硅块切割下来的晶片中位错面密度估算值。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：采用至少一张光致发光图像来突出显示用于晶片生产的所述锭或块中的劣质区域。

13.一种分析硅锭或硅块的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(a)激发所述硅锭或硅块的至少一个侧面，从而产生光致发光；

(b)获取至少一个所述侧面辐射出的光致发光的至少一张图像；以及

(c)对所述至少一张图像进行解释，从而识别出所述锭或块中低有效和/或体少数载流子寿命区域。

14.一种分析半导体材料的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(a)激发所述材料的一个部位，从而产生光致发光；

(b)对所述部位辐射出的光致发光分布进行测量；

(c)对测得的光致发光的分布进行关于所述部位有效少数载流子寿命变化的归一化；以及

(d)根据所述部位的所述材料本底掺杂浓度的变化，对归一化后的光致发光分布进行分析。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述材料为硅锭或硅块，并且所述方法被应用于所述锭或块的至少一个侧面。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于：所述部位为线扫描或二维区域。

17.根据权利要求14-16任一所述的方法，其特征在于：所述方法被应用于高纯度冶金级的硅锭、硅块或晶片。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：对所述光致发光分布的最小位置进行拟合，获得所述高纯度冶金级硅的原料中施主浓度和受体浓度的比率。

19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：对进行关于有效寿命变化的归一化的步骤进行省略，并根据本底掺杂变化对光致发光分布进行解释。