[发明专利]一种表面陷阱能级分布的测量装置及光电导分析方法

权利要求书

1.一种表面陷阱能级分布测试装置，包括真空恒温腔体、真空泵、温度控制系统、固体激光器、数字电压电流源表及计算机；其特征在于，所述真空恒温腔体内部设置有用于放置待测样品的样品台；所述真空泵用于真空恒温腔体抽真空；所述温度控制系统用于调节待测样品温度；所述固体激光器用于提供光子能量小于待测样品禁带宽度的激光源、通过光纤传输照射待测样品表面；所述数字电压电流源表用于提供恒定电压源、通过探针施加于待测样品，并测量待测样品两探针之间的电流值；所述计算机用于采集电流值、并进行数据处理后输出测试结果。

2.基于权利要求1所述表面陷阱能级分布测试装置的光电导分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.将待测样品放置于真空恒温腔体的样品台上，所述待测样品表面沟道两端分别设置有测试电极、且测试电极与待测样品表面形成欧姆接触；调节探针和光纤的位置，使探针压于测试电极上、激光源照射于待测样品表面沟道中央位置；最后将真空恒温腔体抽真空，并通过温度控制系统使待测样品温度恒定于预设温度T；

步骤2.通过数字电压电流源表在待测样品两端施加一个恒定的预设电压V，测量得到暗电流I_d；然后，开始光电导测试：保持待测样品两端施加预设电压不变，采用光子能量小于样品禁带宽度的激光照射待测样品表面预设时长，测量得到光电衰减曲线σ_ph(t)：

其中，t表示时间，I(t)表示照光之后的电流；

步骤3.根据光电导衰减曲线σ_ph(t)计算样品表面陷阱能级分布；

光电导衰减曲线σ_ph(t)与陷阱能级密度分布N_T(E_i)及其对应能级E_i的关系为：

其中，表示陷阱能级密度的高斯分布函数；E_i表示陷阱能级位置；N_i表示各个陷阱能级的缺陷密度；ω_i表示各个能级位置的能级宽度；表示贡献于光电流衰减特性的第i个陷阱能级的能级位置；s是陷阱空穴的逃逸频率；k是玻尔兹曼常数，e表示电子电荷量，μ表示迁移率。