2.Экспериментальная установка
Определение времени жизни неравновесных носителей заряда осуществлялось с помощью установки “СВЧ релаксометр MWR-SIM” выпущенной предприятием “ЗАО” Телеком-СТВ.
2.1 Назначение
Установка для бесконтактного измерения времени жизни неравновесных носителей заряда в кремниевых пластинах предназначена для измерения характерного времени спада проводимости в образцах кремниевых пластин после краткого импульсного фотовозбуждения неравновесных носителей заряда в
исследуемых пластинах. Прибор может быть использован для выходного и входного контроля монокристаллических и поликристаллических пластин, предназначенных для изготовления солнечных элементов, проведения аттестации термического оборудования, используемого в технологическом цикле производ-
ства солнечных элементов, и промежуточного контроля параметров кремниевых пластин при производстве солнечных элементов.
2.2. Описание прибора
Установка для бесконтактного измерения времени жизни неравновесных носителей заряда в кремниевых пластинах предназначена для измерения характерного времени спада проводимости в образцах кремниевых пластин после краткого импульсного фотовозбуждения неравновесных носителей заряда в исследуемых пластинах. Прибор может быть использован для выходного и входного контроля монокристаллических и поликристаллических пластин, предназначенных для изготовления солнечных элементов, проведения аттестации термического оборудования, используемого в технологическом цикле производства солнечных элементов, и промежуточного контроля параметров кремниевых пластин при производстве солнечных элементов.
Прибор состоит из измерительного блока и измерительной головки, соединенных кабелем. Измерительный блок для обеспечения его работы подключается к компьютеру. Измерительная головка содержит СВЧ-генератор с детектором, перестраиваемый резонатор, лазер, узел управления, усилитель сигнала и стабилизаторы питания. На ней также расположены кнопка «пуск». На верхней панели корпуса головки расположены световые индикаторы зеленого и красного цвета, на боковых стенках корпуса выступает колесо настройки СВЧ-резонатора.
Индикатор зеленого цвета горит, когда прибор включен. Красный индикатор мигает во время измерения. Измерительный блок содержит блок питания прибора и узел аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с интерфейсом USB. На передней панели измерительного блока расположены тумблер включения питания, разъем для подключения измерительной головки и индикатор включения прибора. На задней панели расположены гнездо для подсоединения питающего кабеля и разъем интерфейса USB.
2.3. Принцип действия
Прибор предназначен для измерения характерного времени спада фотопроводимости (постоянной релаксации) в кремниевых образцах после импульсного фотовозбуждения. В основе метода измерения постоянной релаксации лежит инжекция носителей заряда в полупроводник путем импульсной засветки локальной области светом с длиной волны ниже края поглощения полу-проводника и измерение временной зависимости изменения концентрации носителей заряда. Концентрация носителей заряда определяется по коэффициенту отражения или пропускания СВЧ волны, которые в определенных пределах линейно связаны друг с другом. Для проведения измерений полупроводник
подвергается постоянному облучению СВЧ волной. Мощность отраженной или проходящий СВЧ волны поглощается детектором, сигнал с которого поступает на быстродействующий АЦП и вводится в цифровом виде компьютер через интерфейс USB. В компьютере посредством специального программного обеспечения происходит цифровая обработка сигнала и вычисление постоянной спада фотопроводимости.