[发明专利]高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法及系统

权利要求书

1.一种高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备在由高电阻率宽禁带半导体材料构成的衬底的厚度方向两侧表面上分别形成有作为阳极的实心电极和作为阴极且覆盖有透明导电薄膜的空心电极的光电导率测试样品，并将所述光电导率测试样品接入测试电路；

2）沿垂直于所述透明导电薄膜的方向通过光阑向所述透明导电薄膜施加激光束；

3）调节所述光阑的孔径，在每个孔径下利用示波器获取所述测试电路中连接的电容器两端的电压峰值和用于检测所述光电导率测试样品在所述激光束照射下产生的光生载流子所引起的电流变化的电流探测器的电压峰值；

4）根据所述电容器的两端的电压峰值和所述电流探测器的电压峰值计算每个孔径下的所述光电导率测试样品的最小通态电阻；

5）拟合多组所述孔径与所述最小通态电阻得到所述衬底的本征光电导率。

2.根据权利要求1所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法，其特征在于，

步骤1）中，在所述衬底的厚度方向一方表面上制备所述实心电极，在所述一方表面相反侧的另一方表面上制备外径等于所述实心电极的直径的环状的所述空心电极，在所述空心电极上覆盖所述透明导电薄膜。

3.根据权利要求2所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法，其特征在于，

步骤1）中，所述实心电极是通过沉积Al、Ag、Au、Pt、Ti或Ni制备得到的具有高反光特性的金属薄膜，所述空心电极是通过沉积Ni、Ti、Au或Pt制备得到的金属薄膜。

4.根据权利要求2所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法，其特征在于，

步骤1）中，所述透明导电薄膜是由铝掺杂氧化锌、氧化镓、铟锡氧、石墨烯或者透明金属膜构成的高透光性高导电性的薄膜，其材料优选为铝掺杂氧化锌。

5.根据权利要求1所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法，其特征在于，

步骤2）中，所述激光束的激光波长为355nm~1064nm。

6.根据权利要求1或2所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法，其特征在于，

步骤3）中，所述光阑的孔径在0.5mm～所述空心电极的内径的范围内选取五个以上的值。

7.根据权利要求1所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试系统，其特征在于，

所述衬底的材料优选为高电阻率的高纯碳化硅、钒掺杂碳化硅或非故意掺杂碳化硅，电阻率范围为1e3Ω.m～1e11Ω.m，厚度为0.2mm～5mm。

8.一种用于根据权利要求1至7中任意一项所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试方法的测试系统，其特征在于，包括：

用于发射所述激光束的激光器；

用于调节所述激光束的直径的变孔径的所述光阑；

至少接入有所述电容器、所述电流探测器和所述光电导率测试样品的测试电路，所述光阑位于所述激光器和所述光电导率测试样品之间；以及

用于采集所述测试电路中的电压信号的示波器。

9.根据权利要求8所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试系统，其特征在于，

所述测试电路包括：

电源；

电路保护电阻；

用于储存电能的所述电容器；

负载电阻；

所述光电导率测试样品；以及

所述电流探测器；

所述电源、所述电路保护电阻以及所述电容器串联构成闭合回路；

所述光电导率测试样品与所述电流探测器串联后并联于所述电容器的两端；

所述电容器的两端还并联有用于测量电压的高压探头。

10.根据权利要求9所述的高电阻率宽禁带半导体材料本征光电导率测试系统，其特征在于，

所述负载电阻的电阻值为10Ω～50Ω，所述电流探测器的内阻小于1Ω，所述电源的电压值为10V～5000V。