《炬丰科技-半导体工艺》通过光学显微镜测量确定半导体扩散系数

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：通过光学显微镜测量确定半导体扩散系数

编号：JFSJ-21-086

作者：炬丰科技

摘要：

能量载体扩散长度和寿命迁移率积是用于设计光伏、显示技术、晶体管、光学传感器和光源的半导体材料的关键特性。 确定这些值对于高效光电的制造和开发至关重要设备。例如，载流子扩散长度对于确定叉指背接触 (IBC) 器件架构中的层和电极间距很重要，目标有源层厚度以在不牺牲光生电荷收集效率的情况下最大化吸收，和体异质结施主/受主界面处有效激子解离的比率。作为评估光电参数，现在有几种方法能够确定扩散长度。

最近，显微镜的出现允许局部测定扩散速率和长度，其中样品内的能量紊乱（如晶界）和其他形态特征会影响局部能量传输。 使用光学和电子显微镜在半导体研究中取得了令人振奋的突破。瞬态吸收、反射和荧光显微镜揭示了钙钛矿薄膜中热载流子在短时间尺度上的弹道传输。受激发射耗尽 (STED) 显微镜已显示在共轭聚合物中其天然纳米长度尺度上的激子迁移。高级诸如四维电子显微镜之类的设置，其中光脉冲可以为电子探针创建飞秒动力学，进步。

特别是，大多数光学测量依赖于扩展能量的成像聚焦（即衍射受限）激发点下的载流子分布，并在一系列时间延迟内监测扩展。然后使用动力学模型来拟合扩散常数，并且可以考虑扩散张量以及光激发载流子复合动力学。这通常需要建立一个三维偏微分方程 (PDE) 并通过有限元分析对不同时间步长的激发态密度进行数值求解。由于这种方法的复杂性，已经开发了几种近似方法来简化分析并降低计算成本。

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