德國Freiberg MDP非常適合以下兩種方法，一是通過測量取決于注入量的少數(shù)載流子壽命來進(jìn)行缺陷調(diào)查，二是用于在線測量的晶圓甚至晶錠的圖形化。它在靈敏度、分辨率和速度方面超過了µPCD(微波檢測光導(dǎo)衰減)和QSSPC(準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光導(dǎo))。
利用矩形激光脈沖激發(fā)前后的微波吸收，測量了與擴(kuò)散長度密切相關(guān)的光電導(dǎo)率。圖1顯示了德國Freiberg MDP和MD-PICTS測量的測量原理。
圖1.能量測量的原理
l自由載流子的產(chǎn)生
l陷阱里裝滿了載體
l自由載流子的重組
l被捕獲載流子的熱再發(fā)射
l再發(fā)射載流子的時間移位重組
在一個頻率穩(wěn)定的微波發(fā)生器中產(chǎn)生約10 GHz的微波，并將其分解為參考和測量部分。有了衰減器，功率可以調(diào)整，范圍通常從1到100mW。樣品剛好位于空腔的外面，是測量系統(tǒng)的一部分。腔壁上的特殊虹膜允許微波場穿透樣品。因此，樣品的復(fù)介電常數(shù)影響諧振頻率和諧振腔的損耗性。
用IQ檢測器檢測了過量載流子對微波的吸收。樣本被放置在x-y表上，理論上允許每個尺寸的樣本在x-y平面上移動。對于依賴于溫度的MD-PICTS測量，樣品必須是低溫恒溫器系統(tǒng)的一部分，因此目前樣品量有限，但除此之外，它基本上是相同的測量系統(tǒng)。
圖2.典型的信號
圖3.MDP和MD-PICTS的設(shè)置
這種技術(shù)的高靈敏度允許應(yīng)用強度為µW到mW和無限脈沖持續(xù)時間的弱激光脈沖。因此，可以在非穩(wěn)態(tài)或穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行測量，并連續(xù)改變脈沖長度，從100 ns到幾ms。該系統(tǒng)的分辨率僅受樣品擴(kuò)散長度的限制。
除了速度和靈敏度方面的優(yōu)勢，德國Freiberg MDP的一個主要優(yōu)勢是能夠同時測量光導(dǎo)率和少數(shù)載流子壽命。因此，可以從每次測量中獲得更多的參數(shù)，如擴(kuò)散長度、遷移率甚至捕獲動力學(xué)。
圖4.mc-Si晶圓片的典型壽命掃描圖 圖5.典型的mc-Si晶片的光導(dǎo)圖
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