韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）研究團隊近日取得重要技術(shù)突破，開發(fā)出一種全新的半導(dǎo)體缺陷分析方法，可對嚴重影響器件性能的“電子陷阱”實現(xiàn)探測靈敏度約1000倍的提升。該成果有望推動半導(dǎo)體性能與壽命的顯著提高，同時大幅縮短研發(fā)周期、降低開發(fā)成本。

在半導(dǎo)體材料中，電子陷阱會捕獲載流子并阻礙其運動，導(dǎo)致漏電流增加與器件性能下降。準確評估此類缺陷的密度與捕獲特性，是優(yōu)化半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵。以往技術(shù)難以在常規(guī)測量中同時獲得缺陷與載流子輸運行為的信息，制約了器件的開發(fā)效率。

該研究由KAIST材料科學(xué)與工程系Byungha Shin教授與IBM TJ Watson研究中心的Oki Gunawan博士合作領(lǐng)導(dǎo)。團隊在傳統(tǒng)的霍爾測量基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地引入可控光照與溫度調(diào)節(jié)，通過分析光照由弱漸強時電子被陷阱填充后轉(zhuǎn)為自由移動的過程，精確計算出電子陷阱的密度與捕獲特性。

這一方法的突出優(yōu)勢在于單次測量即可同步獲取多類關(guān)鍵信息：包括載流子遷移率、壽命、擴散長度等輸運參數(shù)，以及電子陷阱的特性參數(shù)。研究團隊先在硅半導(dǎo)體上驗證了技術(shù)的可靠性，隨后將其應(yīng)用于新一代太陽能電池材料鈣鈦礦，成功檢測到傳統(tǒng)方法無法識別的微量電子陷阱，靈敏度較現(xiàn)有技術(shù)提升約1000倍。

Byungha Shin教授表示：“這項技術(shù)為同時分析半導(dǎo)體中電學(xué)傳輸及其制約因素提供了全新途徑，將成為提升存儲芯片、太陽能電池等各類半導(dǎo)體器件性能與可靠性的重要工具。”

該方法不僅實現(xiàn)了缺陷檢測能力的飛躍，也為半導(dǎo)體材料的研發(fā)與質(zhì)量控制提供了高效、精確的一體化表征手段，具有重要的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。

原文鏈接：https://www.kaist.ac.kr/newsen/html/news/?mode=V&mng_no=57090

（來源：KAIST、光電情報）