激光探针法测定斜角高压硅器件表面特性：光感生电流与少子扩散研究

本文主要探讨了斜角造型高压硅器件表面特性的光感生电流法检测技术，该研究发表于2004年的《西安交通大学学报》第38卷第6期。作者董小兵、张少云和徐传骧利用激光探针表面电荷测量系统，针对有机和无机介质膜保护下的高压硅器件进行了深入研究。 他们首先实现了对表面耗尽区宽度的精确测量，这是一种通过光感生电流（Optical Beam Induced Current, OBIC）来评估的方法。OBIC曲线与硅器件表面的关键参数密切相关，如少子扩散长度、表面复合速率以及光的吸收系数。实验结果显示，He-Ne激光束因为其具有高吸收系数（大于3200 cm^-1）和适中的穿透深度（大约3.1 μm），使得测量过程中对曲线边缘的影响较小，从而可以直接反映硅表面的真实响应。 特别关注的是，在小正斜角造型的大功率硅整流管在反向偏置状态下，表面耗尽区主要在低掺杂的n区扩展，而p区的扩展则受到限制（即所谓的“钉扎”现象）。这揭示了电流分布和材料特性对器件性能的重要影响。 此外，论文还讨论了表面保护的重要性。当保护不良时，OBIC曲线能清晰地显示局部电场的增强状态，这对于理解器件的性能和潜在问题非常关键。对于经过不同腐蚀时间处理的磨角造型硅表面，测量结果显示，腐蚀时间较短时，表面少子寿命较低；随着腐蚀时间增加，寿命会有显著提升。 本文的研究结果对于优化硅器件的设计、制造过程以及表面处理工艺具有重要意义，特别是在高压和高性能设备的应用领域，光感生电流法作为一种非破坏性检测手段，对于确保器件的可靠性和稳定性具有不可替代的价值。同时，文中提出的理论模型和实验方法也为同类研究提供了有价值的参考。