Измеритель времени жизни носителей заряда поли- и монокристаллических подложек и брусков

Измеритель времени жизни носителей заряда поли- и монокристаллических подложек и брусков MDPpro

  • Удельное сопротивление: 0.2 – 1000 Ом·см, p/n-тип проводимости
  • Измеряемый параметр: время жизни носителей заряда, фотопроводимость
  • Размер образцов: от 125 × 125 мм до 210 × 210 мм

Производитель Freiberg Instruments

Описание

MDPpro измеритель представляет собой прибор для бесконтактного измерения электрических свойств MDP методом и может использоваться как для рутинного каждодневного контроля качества, так и для сложных исследования материалов и разработки технологических процессов. MDPpro позволяет измерять такие материалы, как кремний, составные полупроводники, оксиды, материалы с широкой запрещенной зоной, первоскиты и эпитаксиальные слои (CdTe, InP, ZnS, SiC, GaAs, GaN, Ge).

Отличительные особенности

  • Бесконтактная и неразрушающая визуализация времени жизни, фотопроводимости, удельного сопротивления
  • Специальная методика измерения времени жизни «под поверхностью»
  • Улучшенная чувствительность для визуализации невидимых дефектов
  • Автоматическое определение критериев резания
  • Пространственно разрешенное обнаружение p/n-типов проводимости

Области применения

  • Определение концентрации железа
  • Измерение фотопроводимости легированных веществ/структур
  • Определение концентрации ловушек
  • Инжекционно-зависимые измерения
  • Измерение сопротивления подложек/брусков (опция)
  • Измерение напряжения смещения (BiasMDP опция)
  • Измерение тока, наведенного лазерным излучением (LBIC опция)
  • Картирование времени жизни носителей 450 мм подложек (опция)
  • Определение бор-кислородных комплексов
  • Определение однородности пассивации и скорости поверхностной рекомбинации
  • Определение времени жизни носителей эпитаксиальных кремниевых тонкопленочных слоев

MDPpro для рутинных измерений

  • Пропускная способность: >240 брусков/день или >720 подложек/день
  • Скорость измерения: < 4 минут для стандартного бруска размерами 156 × 156 × 400 мм
  • Улучшенный анализ: определение критерия резания в 1 мм для стандартного бруска размерами 156 × 156 × 400 мм
  • Контроль качества: разработан для контроля качества процессов производства и материалов наподобие моно- или поликристаллического кремния
  • Определение загрязнений: металлические (Fe) загрязнения, возникающие в тиглях или от сопутствующего оборудования
  • Надежность: модульная и прочная с надежностью >99%
  • Воспроизводимость: высокая повторяемость измерений >99.5%
  • Постоянство измерений: картирование удельного сопротивления без частых калибровок

Карта времени жизни носителей в бруске поликристаллического кремния

(a) Карта времени жизни носителей в бруске поликристаллического кремния с автоматизированным определением критерия резания; (b) Пространственно разрешенная регистрация преобразования p/n-типа проводимости; (c) Карта удельного сопротивления поликристаллического кремния.

MDPpro для сложных исследований

Примеры исследовательских направлений:

  • Определение концентрации железа
  • Определение концентрации ловушек
  • Инжекционно-зависимые измерения
  • Определение содержания бор-кислорода

Карта плотности железа

(a) Карта плотности железа; (b) Карта отражения; (c) Относительно содержание бор-кислорода, карта плотности; (d) Инжекционно-зависимые кривые времени жизни с ловушками

Дополнительные опции

  • Изменение размера рабочего пятна
  • Измерение сопротивления подложек/брусков
  • Измерение сопротивления поверхностного слоя
  • Фоновая/боковая подсветка
  • Измерение отражения (MDP)
  • ток для анализа солнечных элементов
  • Предметный столик с контактами
  • Внутренне картирование железа в кремнии
  • Обнаружение p/n-типов проводимости
  • Сканер штрихкода
  • Дополнительные лазеры

Характеристики

Размер образцов Бруски
От 125 × 125 мм до 210 × 210 мм
Максимальная длина 500 мм
Подложки
От 5 × 5 мм до Ø300 мм (по умолчанию)
до Ø450 мм (по запросу)
Диапазон измерения времени жизни От 20 нс до нескольких мс
Удельное сопротивление 0.2 – 1000 Ом·см, p/n-тип проводимости
Материалы Кремний, составные полупроводники, оксиды, материалы с широкой запрещенной зоной, первоскиты и эпитаксиальные слои
Измеряемые параметры Время жизни носителей заряда, фотопроводимость
Длина волны возбуждения 980 нм по умолчанию; возможность выбора до 4 длин волн от 355 нм до 1480 нм
Габаритные размеры 1000 × 720 × 1500 мм
Вес ≈ 200 кг
Напряжение питания 100 – 250 В переменного тока, 6 А, 50/60 Гц

Программное обеспечение MDPStudio

Измерение сопротивления подложек

Удельное сопротивление является одним из важнейших электрических параметров материала. И это ключевой параметр для оценки производительности полупроводниковых устройств, таких как солнечные элементы, зависящий от концентрации легирующей примеси. Подробнее...

Измерение напряжения смещения (BiasMDP)

Качество пассивации поверхности диэлектриков приобретает все большее значение, особенно в области фотовольтаики. Из-за новых концепций в области солнечных элементов, таких как PERC или IBC, и растущей потребности в солнечных элементах с высокой эффективностью необходим инструмент для быстрой характеризации пассивирующих слоев. Подробнее...

Измерение тока, наведенного лазерным излучением (LBIC)

Измерение токов, индуцированных световым излучением, является хорошо известным методом, в первую очередь, в фотоэлектрическом секторе для пространственно разрешенного измерения рекомбинационно активных дефектов в готовых солнечных элементах. Подробнее...

Картирование времени жизни носителей 450 мм подложек

В течение следующих лет, с целью увеличения производственных мощностей, микроэлектронная промышленность планирует увеличить размеры подложек с 300 мм до 450 мм. Данная технология производства уже разработана, а проблема заключается только в стоимости адаптации производственных линий к большим размерам подложек. Подробнее...

Определение концентрации железа

Точное определение концентрации железа очень важно, поскольку железо является одним из наиболее распространенных, а также наиболее вредных дефектов в кремнии. Следовательно, необходимо измерять концентрацию железа как можно точнее и быстрее, с очень высоким разрешением и предпочтительно прямо на линии производства. Подробнее...

Обнаружение p/n-типов проводимости

Из-за высокой концентрации фосфора в исходном некачественном сырье часто наблюдаются изменения в типе проводимости брусков поликристаллического кремния. Следовательно, очень важно обнаруживать такие изменения от p к n проводимости с высоким разрешением, поскольку материал с n-типом проводимости не может использоваться. Подробнее...

Определение концентрации хрома (CrB) в кремнии

Определение концентрации хрома очень важно, так как хром является одним из наиболее распространенных, а также наиболее вредных дефектов в кремнии. Следовательно, необходимо измерять плотность хрома как можно точнее и быстрее. Подробнее...

Определение бор-кислородных комплексов

Бор-кислородные комплексы являются одной из основных причин, почему солнечные элементы деградируют при облучении солнечным светом. Следовательно, необходимо измерять плотность бор-кислорода в кремнии как можно быстрее, без разрушения и с высоким разрешением. Подробнее...

Определение концентрации ловушек

Анализ этих ловушек очень важен для понимания поведения носителей заряда в материале, поскольку они могут также оказывать влияние на солнечные элементы. Следовательно, необходимо измерять плотность и энергию активации данных ловушек с высоким разрешением. Подробнее...

Инжекционно-зависимые измерения

До сих пор для инжекционных измерений было необходимо использовать несколько различных методов, результаты которых зачастую нельзя сравнить друг с другом. С помощью MDP метода доступно простое перекрытие важных инжекционных диапазонов для анализа кривых времени жизни. Подробнее...

Поточная метрология mc-Si брусков

Измерение времени жизни носителей заряда широко используется для контроля качества материалов, особенно в фотоэлектрической промышленности. Делая еще один технологический шаг вперед и проводя измерения путем линейного сканирования, открывается возможность проведения сортировки низкокачественных заготовок брусков поликристаллического кремния перед их распиловкой. Подробнее...

Определение однородности пассивации и скорости поверхностной рекомбинации

С помощью измерителей моделей MDPmap, MDPpro и MDPinline предоставляется возможность исследования однородности пассивирующего слоя с очень высоким разрешением, ограниченным только диффузионной длиной носителей заряда. Подробнее...

Измерение фотопроводимости легированных веществ/структур

Легирование бором и фосфором используется для многих применений в микроэлектронной промышленности, но до сих пор не было способа проверить однородность данного легирования без прямого контактна с образцами и изменения их свойств из-за необходимости в отжиге. Основная трудность заключалась в том, что легируемая область обычно находится на глубине всего лишь несколько мкм, а дозы самих элементов очень малы. Подробнее...

Определение времени жизни носителей эпитаксиальных кремниевых тонкопленочных слоев

Измерение эпитаксиальных слоев и определение их качество является огромной проблемой для различных методов измерения времени жизни, поскольку интенсивность сигнала очень мала и результаты очень трудно интерпретировать из-за множества рекомбинационных ловушек. Подробнее...

1.       Jan Beyer, Nadine Schüler, Jürgen Erlekampf, Birgit Kallinger, Patrick Berwian, Kay Dornich, Johannes Heitmann: Minority Carrier Lifetime Measurements on 4H-SiC Epiwafers by Time-Resolved Photoluminescence and Microwave Detected Photoconductivity

2.       Paul M. Jordan, Daniel K. Simon, Franz P.G. Fengler, Thomas Mikolajick, and Ingo Dirnstorfer: 2D Mapping of Chemical and Field Effect Passivation of Al2O3 on Si Substrates

3.       Paul M. Jordan, Daniel K. Simon, Thomas Mikolajick, and Ingo Dirnstorfer: BiasMDP: Carrier lifetime characterization technique with applied bias voltage

4.       N. Schüler, B. Berger, A. Blum, K. Dornich, J.R. Niklas: High Resolution Inline Topography of Iron in P-doped Mutlicrystalline Bricks by MDP

5.       K. Dornich, N. Schüler, J.R. Niklas: Injection dependent lifetime spectroscopy with a varying pulse length

6.       K. Dornich, N. Schüler, B. Berger, J.R. Niklas: Fast, high resolution, inline contactless electrical semiconductor characterization for photovoltaic applications by MDP

7.       N. Schüler, T. Hahn, K. Dornich and J.R. Niklas: Spatially resolved determination of trapping parameters in P-doped silicon by microwave detected photoconductivity; 25th EUPVSEC Valencia, Spain

8.       N. Schüler, D. Mittelstrass, K. Dornich and J.R. Niklas: High resolution inline detection of changes in the conduction type of multicrystalline silicon by contact less photoconductivity measurements; 35th IEEE Photovoltaic Specialists conference, Honolulu Hawaii

9.       N. Schüler, D. Mittelstrass, K. Dornich, J.R. Niklas and H. Neuhaus: Next generation inline minority carrier lifetime metrology on multicrystalline silicon bricks for pv; 35th IEEE Photovoltaic Specialists conference, Honolulu Hawaii

10.   N. Schüler, T. Hahn, K. Dornich, J.R. Niklas: Versatile simulation tool and novel measurement method for electrical characterization of semiconductors; Solid State Phenomena 156-158, 241-246 (2010)

11.   N. Schüler, T. Hahn, S. Schmerler, S. Hahn, K. Dornich and J.R. Niklas: Simulations of photoconductivity and lifetime for steady state and nonsteady state measurements; Journal of Applied Physics 107 (2010), 064901

12.   N. Schüler, T. Hahn, K. Dornich, J.R. Niklas, B. Gründig-Wendrock: Theoretical and experimental comparison of contactless lifetime measurement methods for thick silicon samples; Solar Energy Materials & Solar Cells 94 (2010), 1076-1080

13.   K. Dornich, N. Schüler, D. Mittelstraß, A. Krause, B. Gründig-Wendrock, K. Niemietz and J.R. Niklas: New spatial resolved inline metrology on multicrystalline silicon for PV; (To be published in proceedings of 24th EU PVSEC)

14.   T. Hahn, S. Schmerler, S. Hahn, J.R. Niklas: Interpretation of lifetime and defect spectroscopy measurements by generalized rate equations; J. Mater Sci: Mater Electron (2008) 19:S79-S82

15.   K. Niemietz, K. Dornich, M. Gosh, A. Müller, J.R. Niklas: Contactless investigation of electrical properties and defect spectroscopy of mc-Si at low injection level; 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference, p. 361-364

16.   S. Hahn, K. Dornich, T. Hahn, A. Köhler, J.R. Niklas, P. Schwesig, G. Müller: Contact free defect investigation of wafer annealed SI InP; Material Science in Semiconductor Processing 9, Elsevier, 355-358

17.   K. Dornich, T.Hahn, J.R. Niklas: Non destructive electrical defect characterisation and topography of silicon wafers and epitaxial layers; Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 864, 2005 MRS

18.   S. Hahn, T. Hahn, K. Dornich, B. Gruendig - Wendrock, J.R. Niklas, P. Schwesig, G. Müller: Contact free defect investigation in as grown Fe doped SI - InP; Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 864, 2005 MRS