単結晶Siインゴットのライフタイム評価のためのトランジェント法

高キャリアライフタイム単結晶Siインゴット向けに最適化された光導電減衰（PCD）ライフタイム測定装置を独自に開発しました。渦電流法を用いて光導電度の変化を検出し、980nmロングパルスレーザーが過剰キャリア生成を担います。このシステムはインゴットに沿ったラインスキャンを記録できます。キャリア拡散長が長い場合、表面での再結合およびバルクへの連続的なキャリア拡散により、記録されたトランジェントの形状は指数関数的になりません。これにより、解析式やシミュレーションを適用してバルクライフタイムを適切に抽出することが困難になります。現象論的アプローチに基づき、記録された光導電減衰曲線をフィッティングするための簡単な経験式を提案します。フィッティング関数の指数減衰成分はキャリアライフタイムに関連付けられます。抽出されたキャリアライフタイムはサンプル中の金属汚染に敏感であり、さらに抽出された曲線はサンプルの表面状態に依存しないことが示されました。したがって、この方法は高速、簡便かつ信頼性が高く、産業品質管理プロトコルに適用可能です。