微波反射光电导衰减法（）

微波反射光电导衰减法是ASTM认可的另一种标准方法，可测少子寿命的范围为0．25μs到1ms。测量的下限由光源的截止特性和对衰减信号的最低分辨率所决定；测量上限由测试样品的尺寸和样品的表面钝化条件所决定。微波反射光电导衰减法的最大特点是可以非接触、无损地测量样品的少子寿命，受到广泛的应用。

用于测量材料的MWPCD方法可根据光源的不同分为两大类，第一类是瞬态方法，激励光源是脉冲光源，主要研究脉冲结束后材料中过剩载流子的演变。一般采用Nd：YAG激光器产生的1 064nm的红外光，因为Si材料对这个波长的光吸收系数很小，可认为此时材料中的过剩载流子分布均匀。采用脉冲光源的微波反射光电导法也称为TRMC法（Time Resolved Microwave Conductivity）。它的优点在于过剩载流子的衰减过程直接反映了少数载流子的复合。第二类是稳态方法，通过对稳态光源加机械斩波器（低频）或光声耦合器（高频）进行调制而产生的调制光源。主要研究材料的频响与入射光之间的关系。此时检测部分中应加装锁相放大器代替示波器测量入射波和反射波之间的相差。调制光源比脉冲光源更容易实现，但其结果分析更加复杂。采用调制光源的微波反射光电导法又被称为FRMC法（Frenquency Resolved Microwave Conductivity）。

常见的微波光电导装置如图8－7所示。微波源经过环形器，通过天线将微波能量发射到样品表面，反射的微波信号被天线所收集，经过环形器到达检波器。检波器用来检测反射的微波信号。脉冲光源照到样品的表面，引起被测样品电导率发生变化，从而影响反射的微波能量。可以将样品放置在x－y平台上，通过对样品的逐点扫描得到样品的少子寿命Mapping图。

图8－7　微波反射光电导衰减的实验装置

在测试过程中需保证样品处于小注入条件下，通常认为反射的微波能量正比于样品的电导率，有：

两式相减有：

式中，σ0表示样品的暗电导，Δσ表示光照后电导率的变化。对于∂P/∂σ为常数，有

所以

通常过剩载流子的衰减呈指数衰减形式，所以通过测量衰减曲线的指数系数可以求得少子寿命的值。