CN115267464A - 光电器件界面缺陷表征方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光电器件界面缺陷表征方法及装置,解决了现有技术中光电器件界面处缺陷不能无损检测的技术问题。本发明的方法包括:建立待测光电器件的等效电路模型;在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷,实现对光电器件的无损检测。
Description
技术领域
本发明涉及光电器件领域,尤其涉及一种光电器件中界面处缺陷检测方法及装置。
背景技术
近年来,太阳电池或者光电探测器等光电器件领域都在不断地进行发展,发展的特点是:产量增加,转化效率提高,成本降低,应用领域不断扩大,对探测器的要求则是探测精度提高,能量分辨率随之提升。
对于太阳电池或者光电探测器,漏电的大小都有着极其重要的影响,而降低漏电通常用的方法就是用超薄隧穿介质层钝化,钝化同时对器件本身的电学性质不造成影响,因此,钝化效果是是业界追求的核心目标,如何在不把器件分离成单独的结构、保证器件完整性的情况下进行测试,从而避免引入新的缺陷和杂质,是目前研究的重点。
现有技术中缺少一种保证器件完整性的无损的的光电器件中界面处缺陷检测方法及装置。
发明内容
本发明旨在提供一种光电器件中界面处缺陷检测方法及装置,用以解决现有技术中光电器件界面处缺陷不能无损检测的问题。
为了实现上述目的,本发明的实施方式提供如下技术方案:
在本发明的实施方式的第一方面中,提供了一种光电器件中界面处缺陷检测方法,包括:
建立待测光电器件的等效电路模型;
在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;
根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;
根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷。
进一步地,建立待测光电器件的等效电路模型,所述等效电路模型表达为:
其中,C为总电容,ep为空穴的发射率,β为第一常数,ω为交流电压的角频率,C0为交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容。
进一步地,在无光条件下,设定待测光电器件两端直流偏压和所述温度范围及温度步长,所述温度为华氏温度;
所述得到不同温度下的特征频率,包括:
在每个温度下,在所述待测光电器件两端设定的直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线,得到交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0;
根据所述C-ω/2π曲线和所述交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0,绘制ωdC/dω-ω/2π曲线,所述ωdC/dω-ω/2π曲线极值点处的角频率为所述温度下对应的特征频率ωp。
进一步地,根据所述每个温度T和所对应的特征频率,拟合得到ln(ωp/T2)-1/T直线,计算所述直线斜率S;
根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,包括:
基于所述ωp和温度T的理论关系,以及所述直线斜率S得到所述激活能Ea,所述ln(ωp/T2)-1000/T直线对应的在ln(ωp/T2)轴上的截距为所述俘获界面σn。
进一步地,通过下式得到所述ωp和温度T的理论关系:
其中,ep为空穴的发射率,σ为缺陷俘获面积,vth为载流子运动速度与T12成正比,Nv为价带态密度与T32成正比,Ea为激活能,k为玻尔兹曼常数,α为第二常数。
进一步地,设定直流偏压包括:
在常温下,设定初始直流偏压和初始直流偏压步长;
在每一初始直流偏压下,测试总电容C和初始直流偏压,得到C-V曲线,根据所述C-V曲线确定直流偏压的范围;
在所述直流偏压范围内,设定直流偏压步长;
在每个直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,得到不同直流偏压下的C-ω/2π曲线,根据所述不同直流偏压下的C-ω/2π曲线设定所述直流偏压。
进一步地,所述设定温度范围及温度步长,包括:
在所述设定直流偏压下,设定初始温度范围及初始温度步长;
通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,获取每个初始温度下所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线;
根据所述每个初始温度下所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线确定所述温度范围,由所述温度范围设定所述温度步长。
在本发明的实施方式的另一方面中,提供了一种光电器件中界面处缺陷检测装置,包括:
模型建立模块,用于建立待测光电器件的等效电路模型;
特征频率获取模块,用于在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;
线性拟合模块,用于根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;
数据计算模块,用于根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷。
进一步地,所述特征频率获取模块,包括:
环境参数设定单元,用于在无光条件下,设定待测光电器件两端直流偏压和所述温度范围及温度步长,所述温度为华氏温度;
特征频率计算单元,用于得到不同得到不同温度下的特征频率,包括:
电容检测子单元,用于在每个温度下,在所述待测光电器件两端设定的直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线,得到交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0;
特征频率计算子单元,用于根据所述C-ω/2π曲线和所述交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0,绘制ωdC/dω-ω/2π曲线,所述ωdC/dω-ω/2π曲线极值点处的角频率为所述温度下对应的特征频率ωp。
进一步地,所述线性拟合模块,用于根据所述每个温度T和所对应的特征频率,拟合得到ln(ωp/T2)-1000/T直线,计算所述直线斜率S;
根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,包括:
所述数据计算模块,用于基于所述ωp和温度T的理论关系,以及所述直线斜率S得到所述激活能Ea,所述ln(ωp/T2)-1000/T直线对应的在ln(ωp/T2)轴上的截距为所述俘获界面σn。
本发明的有益效果:
1、检测过程中建立待测光电器件的等效电路模型,不损坏光电器件,在保证器件完整性的基础上进行测试,准确地测试出激活能和俘获界面以表征界面缺陷,并且可以避免介入新的界面或缺陷;
2、在不同温度下,通过测试得到多组数据,使得计算结果更接近实际情况,可以较简单的计算得到激活能,不需要进行复杂的运算;
3、通过测试得到的CV曲线确定直流偏压的范围,可以保证出现缺陷能级和费米能级重合,以满足测试需求;
4、通过在设定直流偏压下进行温度扫描,确定缺陷类型的方向,根据不同缺陷类型确认出现特征频率的温度范围,在该温度范围内更精确测试出激活能和俘获界面以表征光电器件界面缺陷。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本申请一个实施例所示的光电器件界面缺陷表征方法的流程图;
图2为本申请一个实施例所示的太阳电池结构示意图;
图3为本申请一个实施例所示的C-ω/2π及ωdC/dω-ω/2π曲线图;
图4为本申请一个实施例所示的拟合得到ln(ωp/T2)-1000/T直线;
图5为本申请另一个实施例所示的光电器件界面缺陷表征装置结构示意图。
附图标记:
1-背面Ti/Al金属;2-背面n型多晶硅;3-中间n型衬底;4-正面p型多晶硅;5-金属电极;6-NAOS或者热氧薄层钝化层;7-PE氧化层;8-SiNx钝化层。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
如图1所示,本发明的一个具体实施例,公开了一种光电器件界面缺陷表征方法,包括:
S10、建立待测光电器件的等效电路模型;
具体地,待测光电器件包括太阳电池或者光电探测器,本实施例中以测试样品太阳电池为例进行说明,如图2所示,太阳电池结构依次叠置背面Ti/Al金属1,背面n型多晶硅2,中间n型衬底3,正面p型多晶硅4和金属电极5,通过无损检测不同的钝化层或者不用钝化层的界面缺陷,使得可以在无损伤时得到缺陷的分布,便于分析电池或探测器性能表现的内因,同时可以测试出不同钝化层对器件的钝化效果。
具体地,本实施例中太阳电池样品可以依如下步骤生成:
在中间n型衬底3上双面生长钝化层NAOS或者热氧薄层钝化层6,对照组生长不同钝化层(包括不生长钝化层);
然后双面淀积背面n型多晶硅2,正面开孔后淀积正面p型多晶硅4,均为原位掺杂;
之后对正面p型多晶硅4开孔后在正面生长PE氧化层7作为钝化;
随后生长SiNx钝化层8并光刻开孔,背面淀积Ti/Al金属1,正面淀积金属电极5后,剥离正面金属。
在该实施例测试的光电器件中,正面p型多晶硅4和背面n型多晶硅2都具有高的掺杂浓度,中间n型衬底3掺杂浓度较低,于是耗尽区基本全都落在衬底中(建立等效电路模型时,因耗尽层在衬底里面,但是变成耗尽层的区域和衬底区域的性质差异很大,所以两者分开讨论),能带弯曲也都发生在这个区域。
在测试中先对测试样品进行I-V测试(即电压电流伏安测试)进行样品筛选。具体地,可以选择面积为5*5mm2的样品,更具体地,样品大小主要影响漏电,面积越大漏电越大,漏电大的话在高频下测试的C-V会不准确,所以测试一般选用适中面积器件,只要保证漏电在所选测试范围内对电容C的测试影响不大即可,样品面积过小的话探针在接触时比较难对准。具体地,漏电在nA级别的样品,在1Mhz频率下,漏电对电容(对所有电容都会有影响,包括耗尽层和衬底电容)的测试影响较小,可以满足导纳谱测试条件。
具体地,建立待测光电器件的等效电路模型,所述等效电路模型表达为:
其中,C为总电容,ep为空穴的发射率,β为第一常数,ω为交流电压的角频率,C0为交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容。
具体地,在温度和直流偏压设定的情况下,测试总电容C随待测光电器件两端直流偏压角频率ω变化而变化,在总电容C的变化速率达到最大值时,缺陷能级和费米能级重合,即特征频率ωp=ep。
S20、在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;
具体地,在无光条件下,设定待测光电器件两端直流偏压和所述温度范围及温度步长,所述温度为华氏温度;
设定待测光电器件两端直流偏压包括:
在常温下,设定初始直流偏压和初始直流偏压步长;具体地,初始直流偏压为-3V~+3V,初始直流偏压步长为30mV;
在每一初始直流偏压下,测试总电容C和初始直流偏压,得到C-V曲线,根据所述C-V曲线确定直流偏压的范围;
具体地,测试总电容C和初始直流偏压过程中当衬底中界面处从多子积累到多子耗尽再到出现反型,直到少子浓度和衬底内部多子浓度相当时,电容C随直流偏压V快速变化,这个过程中会出现缺陷能级和费米能级重合,当特征频率ωp=ep时,电容C的变化速率达到最大值,ep为空穴发射率,所以主要选择这个电压范围进行测试。具体地,半导体中载流子的注入会影响半导体中的载流子浓度的变化,掺杂半导体都会有载流子,比如,对于p型半导体,空穴就是多子,电子就是少子,多子积累就是往p型半导体中注入空穴,多子耗尽就是往p型半导体中注入少量电子,注入电子过多时p型半导体会变成n型半导体,也就是出现了反型情况。更具体地,缺陷可以俘获电子,俘获的电子具有的能量就是缺陷能级。
在所述直流偏压范围内,设定直流偏压步长;具体地,本实施例中直流偏压范围为-1V~1V,直流偏压步长为20mV;
在每个直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,得到不同直流偏压下的C-ω/2π曲线,根据所述不同直流偏压下的C-ω/2π曲线设定待测光电器件两端直流偏压,具体地,选取电容C随角频率ω变化最为明显的直流偏压值,本实施例中设定的待测光电器件两端直流偏压为-0.2V。
所述设定温度范围及温度步长,包括:
在所述设定直流偏压-0.2V下,设定初始温度范围及初始温度步长;具体地,初始温度范围为10K~300K,初始温度步长为30K;
通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,获取每个初始温度下所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线;
根据所述每个初始温度下所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线确定所述温度范围,由所述温度范围设定所述温度步长;具体地,在初始温度范围及初始温度步长下进行扫描,根据出现特征频率的温度不同,确定测试的温度范围及温度步长,具体地,本实施例选取的样品是在150k到210k之间出现特征频率,因此温度范围选取150k到210k,温度步长设定为20K。
具体地,所述得到不同温度下的特征频率,包括:
在每个温度下,在所述待测光电器件两端设定的直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线,得到交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0;具体地,本实施例中交流电压幅度为50mV,交流电压频率ω/2π的范围为1khz-1Mhz,通过变化电压的角频率ω,测试光电器件C的变化曲线,如图3所示,以频率ω/2π为横坐标、电池电容C为右侧纵坐标绘制C-ω/2π曲线。在小信号交流电压条件下,在角频率远低于特征频率ωp时,电容等于Cd,角频率远高于特征频率ωp时,电容等于Cg,因此测量电池电容C与频率ω/2π的关系,可以确认特征频率ωp(也称为拐点频率)。
具体地,可以通过C-ω/2π曲线,得到缺陷浓度的大小,表达为:
ΔC=Cmax-Cmin
其中,ΔC越大缺陷浓度越大,Cmax为测量电池电容C的最大值,Cmin为测量电池电容C的最小值。
具体地,如图3所示,根据所述C-ω/2π曲线和所述交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0,根据公式(1)绘制ωdC/dω-ω/2π曲线,所述ωdC/dω-ω/2π曲线极值点处的角频率为所述温度下对应的特征频率ωp,此时缺陷能级俘获的电子的发射率ep=ωp。
通过下式得到所述ωp和温度T的理论关系:
其中,ep为空穴的发射率,σ为缺陷俘获面积,vth为载流子运动速度与T1/2成正比,Nv为价带态密度与T3/2成正比,Ea为激活能,k为玻尔兹曼常数,α为第二常数。
S30、根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;
根据所述每个温度T和所对应的特征频率,拟合得到ln(ωp/T2)-1000/T直线,计算所述直线斜率S;具体地,在设定的直流偏压,重复上述测试,得到每一个温度下对应的特征频率,如图4所示,以1000/T为横坐标,以ln(ωp/T2)为纵坐标,拟合得到ln(ωp/T2)-1000/T直线,计算得到直线的斜率S。
S40、根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷。
具体地,根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,包括:
基于所述ωp和温度T的理论关系,以及所述直线斜率S得到所述激活能Ea,所述ln(ωp/T2)-1000/T直线对应的在ln(ωp/T2)轴上的截距为所述俘获界面σn。
具体地,由直线斜率S得到所述激活能Ea表达为:
Ea=1000k×S
其中,k为玻尔兹曼常数。
具体地,激活能和缺陷能级对应,激活能Ea表达为:
Ea=Et-Ev
其中,Et为缺陷能级,Ev为价带能级,光电器件的价带能级为已知参数。
具体地,在不破坏电池结构的情况下通过获取的激活能、俘获界面和缺陷浓度,缺陷能级距离能带中央越近钝化效果越差,俘获界面越小,缺陷浓度越低,钝化效果越好,通过对比不同钝化层的钝化效果,可以表征不同钝化层对应的界面缺陷。
本发明的另一个具体实施例,公开了一种光电器件界面缺陷表征方法,本实施例与上述实施例S10中建立的等效电路模型不同,具体如下:
S10、建立待测光电器件的等效电路模型;
具体地,建立待测光电器件的等效电路模型,所述等效电路模型表达为:
其中,G为总电容,ep为空穴的发射率,β为第一常数,ω为交流电压的角频率。
具体地,在温度和直流偏压设定的情况下,测试总电导G随待测光电器件两端直流偏压角频率ω变化而变化,在总电导G达到最大值时,缺陷能级和费米能级重合,即特征频率ωp=ep。
为适应本实施例S10中的等效电路模型,S20中做了相应调整,具体如下:
S20、在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电导随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;
具体地,在无光条件下,设定待测光电器件两端直流偏压和所述温度范围及温度步长,所述温度为华氏温度;
设定直流偏压、所述设定温度范围及温度步长,同上述实施例中设定过程相同,这里不再赘述;
具体地,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,获取每个初始温度下所述光电器件总电导随所述角频率变化的G-ω/2π曲线;在电导G的峰值点处对应的频率即为ωp;具体地,本实施例中交流电压幅度为50mV,交流电压频率ω/2π的范围为1khz-1Mhz,通过变化电压的角频率ω,测试电池电导G的变化曲线。在小信号交流电压条件下,在电导G的峰值点处对应的频率即为ωp(也称为拐点频率)。
S30、根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;同上述实施例中线性拟合得到直线斜率过程相同,这里不再赘述;
S40、根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷。同上述实施例中光电器件激活能和俘获界面获取过程相同,这里不再赘述。
如图5所示,本发明的另一个具体实施例,公开了一种光电器件界面缺陷表征装置,包括:
模型建立模块10,用于建立待测光电器件的等效电路模型;
特征频率获取模块20,用于在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;
所述特征频率获取模块20,包括:
环境参数设定单元201,用于在无光条件下,设定待测光电器件两端直流偏压和所述温度范围及温度步长,所述温度为华氏温度;
特征频率计算单元202,用于得到不同得到不同温度下的特征频率,包括:
电容检测子单元,用于在每个温度下,在所述待测光电器件两端设定的直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线,得到交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0;
特征频率计算子单元,用于根据所述C-ω/2π曲线和所述交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0,绘制ωdC/dω-ω/2π曲线,所述ωdC/dω-ω/2π曲线极值点处的角频率为所述温度下对应的特征频率ωp。
线性拟合模块30,用于根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;具体地,所述线性拟合模块,用于根据所述每个温度T和所对应的特征频率,拟合得到ln(ωp/T2)-1000/T直线,计算所述直线斜率S;
数据计算模块40,用于根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷。具体地,所述数据计算模块,用于基于所述ωp和温度T的理论关系,以及所述直线斜率S得到所述激活能Ea,所述ln(ωp/T2)-1000/T直线对应的在ln(ωp/T2)轴上的截距为所述俘获界面σn。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中,所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光电器件界面缺陷表征方法,其特征在于,包括:
建立待测光电器件的等效电路模型;
在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;
根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;
根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷。
3.根据权利要求1或2所述的光电器件界面缺陷表征方法,其特征在于,
在无光条件下,设定待测光电器件两端直流偏压和所述温度范围及温度步长,所述温度为华氏温度;
所述得到不同温度下的特征频率,包括:
在每个温度下,在所述待测光电器件两端设定的直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线,得到交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0;
根据所述C-ω/2π曲线和所述交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0,绘制ωdC/dω-ω/2π曲线,所述ωdC/dω-ω/2π曲线极值点处的角频率为所述温度下对应的特征频率ωp。
4.根据权利要求3所述的光电器件界面缺陷表征方法,其特征在于,
根据所述每个温度T和所对应的特征频率,拟合得到ln(ωp/T2)-1000/T直线,计算所述直线斜率S;
根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,包括:
基于所述ωp和温度T的理论关系,以及所述直线斜率S得到所述激活能Ea,所述ln(ωp/T2)-1000/T直线对应的在ln(ωp/T2)轴上的截距为所述俘获界面σn。
6.根据权利要求3所述的光电器件界面缺陷表征方法,其特征在于,
设定直流偏压包括:
在常温下,设定初始直流偏压和初始直流偏压步长;
在每一初始直流偏压下,测试总电容C和初始直流偏压,得到C-V曲线,根据所述C-V曲线确定直流偏压的范围;
在所述直流偏压范围内,设定直流偏压步长;
在每个直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,得到不同直流偏压下的C-ω/2π曲线,根据所述不同直流偏压下的C-ω/2π曲线设定所述直流偏压。
7.根据权利要求6所述的光电器件界面缺陷表征方法,其特征在于,
所述设定温度范围及温度步长,包括:
在所述设定直流偏压下,设定初始温度范围及初始温度步长;
通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,获取每个初始温度下所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线;
根据所述每个初始温度下所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线确定所述温度范围,由所述温度范围设定所述温度步长。
8.一种光电器件界面缺陷表征装置,其特征在于,包括:
模型建立模块,用于建立待测光电器件的等效电路模型;
特征频率获取模块,用于在设定的直流偏压下,根据设定的温度范围及温度步长,在每个温度下,变化待测光电器件两端交流电压的角频率,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的测试曲线,得到不同温度下的特征频率;
线性拟合模块,用于根据所述不同温度下的特征频率,线性拟合得到直线斜率;
数据计算模块,用于根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,根据所述激活能和俘获界面表征光电器件的界面缺陷。
9.根据权利要求8所述的光电器件界面缺陷表征装置,其特征在于,所述特征频率获取模块,包括:
环境参数设定单元,用于在无光条件下,设定待测光电器件两端直流偏压和所述温度范围及温度步长,所述温度为华氏温度;
特征频率计算单元,用于得到不同得到不同温度下的特征频率,包括:
电容检测子单元,用于在每个温度下,在所述待测光电器件两端设定的直流偏压下,通过变化待测光电器件两端交流电压的角频率ω,利用所述等效电路模型,获取所述光电器件总电容随所述角频率变化的C-ω/2π曲线,得到交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0;
特征频率计算子单元,用于根据所述C-ω/2π曲线和所述交流电压的角频率趋近于无穷大时对应的总电容C0,绘制ωdC/dω-ω/2π曲线,所述ωdC/dω-ω/2π曲线极值点处的角频率为所述温度下对应的特征频率ωp。
10.根据权利要求9所述的光电器件界面缺陷表征装置,其特征在于,
所述线性拟合模块,用于根据所述每个温度T和所对应的特征频率,拟合得到ln(ωp/T2)-1/T直线,计算所述直线斜率S;
根据所述直线斜率,获取所述光电器件的激活能和俘获界面,包括:
所述数据计算模块,用于基于所述ωp和温度T的理论关系,以及所述直线斜率S得到所述激活能Ea,所述ln(ωp/T2)-1000/T直线对应的在ln(ωp/T2)轴上的截距为所述俘获界面σn。
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