半導體材料是微電子器件和光伏器件的基礎材料，其雜質和缺陷特性嚴重影響器件性能。隨著微電子器件集成度和光伏器件轉換效率的提高，對半導體原材料的要求越來越高。為了滿足工業(yè)化生產的需求，相應地要求材料檢測方法具有更高的靈敏度和更快的測量速度，同時避免對材料產生損傷。載流子是半導體材料的功能載體，其輸運特性決定了各種光電器件的性能，包括載流子壽命、擴散系數和表面復合速率等。光載流子輻射技術是實現對載流子輸運參數進行同時測量的一種全光無損檢測方法，但該方法在載流子輸運參數的測量表征中仍然存在一些局限，如理論模型的適用性、參數的測量精度和測量速度等。

　　在國家自然科學基金項目支持下，中國科學院光電技術研究所針對上述問題，以傳統(tǒng)半導體硅材料為研究對象，建立非線性光載流子輻射模型，并在此基礎上分別提出了多光斑光載流子輻射技術和穩(wěn)態(tài)光載流子輻射成像技術，通過仿真計算和實驗測量證實了上述技術的有效性。多光斑光載流子輻射技術可以完全消除測量系統(tǒng)儀器頻率響應對測量結果的影響，提高載流子輸運參數的測量精度，以電阻率為0.1-0.2Ω?cm的P型單晶硅為例，提出的多光斑光載流子輻射技術將載流子壽命、擴散系數和表面復合速率的測量不確定度從傳統(tǒng)的±15.9%、±29.1%和>±50%降低到±10.7%, ±8.6%和±35.4%。另外，穩(wěn)態(tài)光載流子輻射成像技術由于簡化了理論模型和測量裝置，測量速率大大提高，具有較大的工業(yè)化應用潛力。

實驗測量結果比較