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太阳能级单晶硅少子寿命的测量 （广州市昆德科技有限公司 王进世 王昕） 我国半导体单晶硅、锗的少子寿命测量，从研究测试方法及设备到生产寿命 测试仪器，已有近50 年的历史。80 年代初我国开始生产硅单晶少子寿命测试仪， 其中上海电动工具研究所、浙江大学、广州半导体材料研究所都小批量生产过高 频光电导衰退寿命测试仪，解决了我国区熔单晶、集成电路级硅单晶的少子寿命 测试问题。在中国有色金属工业标准所的组织下，高频光电导衰退法的寿命测量 精度通过国内十多个单位所做的多次巡回检测中得到了肯定，并定为国家标准测 试方法，但这些国产仪器一直被认为只能测量电阻率大于 1~3 Ω· cm 的硅单晶 少子寿命，因此未进入电阻率范围在 0.5~6 Ω· cm 的太阳能硅单晶领域。近年 来随着仪器设备的改进以及对单晶硅表面处理工艺的研究，我国高频光电导衰退 硅单晶少子寿命测试仪的测试下限 （如 LT-1D ）已远低于0.1 Ω·cm ，甚至达到 0.01 Ω·cm 。因此太阳能硅单晶生产企业完全可以使用国产的寿命仪检测硅单晶 少子寿命。 目前太阳能硅电池生产企业多数采用了国外的微波反射光电导衰退法测量 硅片寿命，这种方法简称为 “μPCD ”法，与我国使用了几十年的高频光电导衰 退寿命测量方法 （简称 “hfPCD ”），同属光电导衰退法 （PCD 法），两者之间有 共同之处亦有差异，下面列表加以说明。 高频光电导衰退 （hf PCD ）与微波光电导衰退 （μPCD ）方法及设备的对照 表 （以广州市昆德科技有限公司的LT-1 D 型与匈牙利 Semilab Rt . WT-1000 为例） 方法（设备） hf PCD （LT-1D） μPCD （WT-1000） 参数 光源波长 1．07 μm 0 ．904 μm （904nm ） 光在硅单晶中的贯穿深度 ≈220 μm ≈30 μm 寿命可测范围 1 μs ~ ＞ 6ms 0.25 μs ~ ＞ 1ms 工作频率 30MHz 10GHz 电阻率下限 0.01 Ω·cm 0.1 Ω·cm 读数方式 用示波器读数 通过数据处理软件由电脑读数 校核方法 配 0.7、1mm 校核片,偏差≤±10% 精度±10% α 注：贯穿深度是根据光吸收公式：I=I e- x 计算，其中 α为光在硅单晶中吸收係数，据文献 0 资料 （Silicon Semicoductor Technology W.R.Runyan ）报导：300 °K 时，1.07 μm 波长的光在硅单 -1 2 -1 晶中的吸收係数 α ≈7.6×10cm ；0.904μ波长光吸收係数为：α ≈5.6×10 cm ；例如：λ=0.904 1.0 0.9 1 μ波长的光，进入硅单晶后，当 I0 I I = 时，X=17.9 μm，当I = 0 时，约为 30 μm 。