1. 什么是少子寿命？
少子寿命指半导体中少数载流子（如N型材料中的空穴或P型材料中的电子）的平均生存时间，即浓度衰减至初始值的1/e所需的时间。它是衡量材料质量的关键参数，直接影响半导体器件的性能（如太阳能电池效率、晶体管开关速度等）1。
2. 少子寿命的典型数值范围是多少？
- 单晶硅：通常在10-100微秒之间，具体取决于材料纯度、加工工艺及环境条件。
- 实验测量值：不同方法可能测得不同结果，例如高频光电导法测得26.3-370.7微秒2，而表面钝化后可能提升至数百微秒。
3. 影响少子寿命的主要因素有哪些？
- 材料缺陷：晶体缺陷（如位错）和杂质（如重金属）会作为复合中心，加速少子复合。
- 表面状态：表面损伤（如切割、研磨）会增加复合速率，降低寿命。
- 环境条件：高温和强光照会加速载流子复合。
- 电阻率：低电阻率材料（如<1Ω·cm）的少子寿命通常较短。
4. 如何测量少子寿命？
常用方法包括：
- 高频光电导衰减法（μ-PCD）：通过激光激发载流子，微波探测电导率衰减，适用于无接触、快速测试3。
- 直流/高频光电导衰退法：通过光注入和电导率变化测量，需制备电极12。
- 表面光压法：非破坏性测量，适用于抛光片或太阳能电池材料。
5. 为什么需要表面钝化处理？
表面复合会显著降低测试寿命的准确性。钝化（如化学处理或氧化层沉积）可减少表面复合速率，使测试结果更接近材料的真实体寿命。例如，碘酒钝化或HF处理可提升高体寿命样品的测量精度。
6. 少子寿命对器件性能有何影响？
- 太阳能电池：寿命越长，光生载流子复合越少，转换效率越高。
- 半导体器件：影响PN结注入效率、晶体管开关速度及发光器件的效率1。
7. 如何提高少子寿命？
- 优化材料纯度：减少重金属杂质和晶体缺陷。
- 改进加工工艺：避免表面损伤，如采用化学机械抛光（CMP）。
- 表面钝化：通过化学或热处理降低表面复合速率。
8. 不同测试方法的结果差异大吗？
是的。例如：
- μ-PCD法：无需接触样品，但受表面复合影响较大。
- 扩散长度法：需结合表面钝化，结果更接近体寿命。
不同方法需通过比对实验校准。
参考资料
单晶硅少子寿命范围及影响因素
少子寿命测量方法及表面钝化
少子寿命的器件应用及物理意义
