Phystech DLTS测量设备（FT1030）
本公司出售的Phystech（德国）有限公司DLTS测量装置（FT1030 HERA-DLTS）是一款功能强大的测量装置，具有DLTS测量时所需的高灵敏度测量系统，并配备对应各种半导体材料的缺陷评价软件。
FT 1030的DLTS测量模式
除了基本的DLTS测量模式外，FT 1030还具有可作为一定温度下时域测量的ICTS（Isothermal Capacitance Transient Spectroscopy）模式。
此外，还具有使用光学脉冲的光DLTS / ICTS模式、恒定电容(CC:Constant Capacitance-DLTS)模式、电流DLTS/ICTS模式、以及PITS（Photo-induced current Transient Spectroscopy）和TSC（Thermally Stimulated Current）等模式。电流模式DLTS / ICTS测量也适用于3端子元件（如FET）的缺陷评价。详细信息请参阅下表。
FT 1030中的主要测量模式
スクロールで図全体をご覧いただけます。
| 测量模式 | 俘获脉冲 /测量的物理量 |
功能和应用 |
|---|---|---|
| ①DLTS | 电压/电容 | ☆ DLTS中的基本测量模式。可以极灵敏地测量缺陷能级、俘获截面和浓度。 ・不仅适用于离散能级，还适用于MIS界面能级和非晶半导体中的连续能级的评价 |
| ②I-DLTS/ICTS (Current-) |
电压/电流 | ☆ 通过过渡电流监测深能级载流子的发射过程。 ・对载流子在发射过程中完全耗尽的超薄半导体样品有效 |
| ③CC-DLTS/ICTS (Constant Capacitance-) | 电压/电压 | ☆ 由于给偏置电压施加了反馈，载流子释放过程中的电容保持恒定（耗尽层宽度恒定），从而使得测量区域保持恒定。 ・对于陷阱浓度非常高的材料具有良好的浓度定量性 ・用于对载流子在释放过程中完全耗尽的超薄半导体样品的评价 ・用于MIS界面能级密度分布的精确测量 |
| ④D-DLTS (Double correlation-) |
电压/电容 | ☆ 通过测定两种不同偏压下的电容瞬态波形差，可以得到空间局部区域信息。 ・用于测量缺陷浓度的深度方向分布 ・用于对载流子发射过程中的局部电场的效果评估（Poole-Frenkel效应） |
| ⑤O-DLTS (Optical-) |
光/电容 | ☆通过施加光脉冲进行载流子俘获过程。 ・可以对肖特基结样品中少数载流子陷阱进行评价 ・用于缺陷能级下光学参数（光电离截面等）的评价 |
| ⑥ICTS (Isothermal Capacitance Transient Spectroscopy) |
― | ☆ 一定温度下的时域瞬态电容测量。可用于类似①〜⑤的测量。在一定温度条件下物理特性发生较大变化时有效 ・用于非晶半导体缺陷的评估等 |
| ⑦PITS (Photo-induced current Transient Spectroscopy) |
光/电流 | ☆ 相当于使用光脉冲的I-DLTS测量。 ・用于无法测量电容瞬态变化的半绝缘半导体样品的缺陷评价 ・用于对载流子在发射过程中完全耗尽的超薄半导体样品的评价 |
| ⑧TSC/TSCAP (Thermally Stimulated Current/Capacitance) |
电压、光 /电流、电容 |
☆这是稳态下的测量，而不是瞬态变化下测量。在低温下俘获到载流子的样品以恒定速率加热时，通过电流或结电容变化观测其载流子发射过程。 ・适用类型与PITS类似。对于TSC，它可以广泛应用于与半导体以外的绝缘材料（离子晶体，树脂，玻璃）和粉末有关的电荷现象的研究 |
| ⑨FET Characterization | 电压 /电容、电流 |
☆ 用于直接测量3端子元件（如FET）缺陷的方法。 ・根据不同SD电压下的栅极电容的DLTS测量，或者在不同的门电压下的漏极电流的I-DLTS测量，可以评价门绝缘膜附近和活性层中的陷阱浓度 |
除上述模式之外，FT 1030还具有其他测量应用，如陷阱浓度分布测量，通过俘获脉冲法对俘获截面积的直接测量，以及Zerbst分析等。
灵敏度是DLTS测量设备中最重要的性能指标之一。由于采用独特的硬件/软件设计，FT 1030具备以下高灵敏度。
・电容计的灵敏度：0.01 fF
・陷阱检测灵敏度：10-7
・能量准确度：±3％
FT 1030的另一个特点是HERA(High Energy Resolution Analysis)-DLTS系统。
DLTS频谱通常具有相对较宽的形状。如果有两个相邻的能级存在的话，那么用以前的DLTS方法分离它们并不容易。相比之下，HERA-DLTS系统采用几乎全新的数学算法（Provencher contin and discrete; www. s-provenchre.com），利用接近波形分离软件实现更高的能量分辨率。这些算法由傅立叶变换，拉普拉斯变换，多指数函数拟合，ICTS频谱和DLTS频谱的反卷积等组成。 以下是使用案例。
HERA分析有两种应用方法：电容（或电流，电压）瞬态波形和DLTS/ICTS频谱。
图1示出一个模拟示例：对于某个温度下深层能级的载流子发射过程所对应的电容瞬态波形，用拉普拉斯变换分离并提取两个指数载流子发射过程。
另外，图2示出了通过对ICTS光谱进行HERA分析来分离和提取具有接近热发射时间常数的两个能级的示例。从六个不同温度条件下的相同测量（图3）中，获得每个分离能级的热发射时间常数的温度变化，再通过绘制阿列纽斯曲线（图4），我们可以分析相邻能级的能量、俘获截面和载流子浓度。
模拟数据：
E1=0.34eV, E2=0.35eV, σ1,2=1.0E-14cm2, Amplitude1,2=1.0pF
图1. 用拉普拉斯变换分离电容瞬态波形（○：数据点；红紫色实线（1）和蓝色实线（2）：分离出各个瞬态、红色实线：拟合结果）
图2.通过HERA分析分离ICTS谱（a1）中的相邻峰值
（□：数据点；绿色实线：通过解卷积分离的峰值；红色实线：拟合结果）
图3.六种温度条件下的ICTS谱图
图4.根据图2和图3中的数据制成的阿列纽斯曲线
图5示出了DLTS频谱的HERA解卷积的一个示例。在这个频谱中，两个相接近的能级为一组，通过a1（余弦相关函数）分析，获得每组热电子发射时间常数和温度之间的关系。
图5.通过HERA分析分离DLTS光谱（a1）中的相邻峰值
（□：数据点；绿色实线：通过解卷积分离的峰值；红色实线：拟合结果）
图6展示了将类似于图5的解析，由28种不同相关函数的处理结果绘制而成的阿列纽斯曲线（Maximum analysis）。图中显示了对相邻两个能级的参数和浓度的分析结果。
图6.将类似于图5的解析由28种不同相关函数的处理结果绘制而成的阿列纽斯曲线（Maximum analysis）
如上所述，PhysTech公司的HERA-DLTS：FT 1030是一款基于新的数学算法，集成高精度和高分辨率等基本性能，以及缺陷评价所需高度多样化应用分析软件的高性能缺陷评估分析系统。有关更详细的器件规格/性能规格，请参阅以下规格项目。