SPV表面光电压谱仪--宽禁带半导体中体极化现象的非接触检测

目标

体极化现象的表征，如体光伏效应（BPVE）在半导体中，需要在样品上制备两个电触点，

这不可避免地会在半导体-金属界面引入额外的缺陷对于高电阻率的超宽禁带半导体尤其具有挑战性。

解决方案

使用开尔文探针的表面光电压（SPV）光谱被用作无损检测，表征接触电势差（ΔCPD）变化的非接触方法。在掺碳氮化镓单晶中。通过设计一个能够测量ΔCPD高至±200伏时，可以检测到较大的光电压，而无需沉积电触点。

应用实例

GaN的带隙为3.4ev。例如，图1显示了掺碳GaN晶体（GaN:C）的ΔCPD光谱。

在3eV时，相应的SPV信号达到13V以上。在某些缺陷态的激发下， SPV信号比带隙预期的要大得多（更多细节见[1]）。在禁带附近发现了ΔCPD方向的变化和导数的特征。

在强度较高的激光二极管（445nm）激发下，碳浓度为9X10¹⁸cm^-3的GaN:C获得的信号，达到约23V，远远超过带隙（图2）

图1: 对于GaN:C晶体ΔCPD光谱及其导数。SPV信号远大于带隙在缺陷内的激发范围。

图2：在445nm激光二极管照明期间和关闭照明后测量的GaN:C晶体ΔCPD的时间依赖性。