該設(shè)備的工作原理基于非平衡載流子的瞬態(tài)過程。測量時(shí)，首先在半導(dǎo)體器件的肖特基結(jié)或PN結(jié)上施加一個(gè)脈沖偏壓，使耗盡區(qū)寬度發(fā)生變化。正向脈沖期間，多數(shù)載流子被注入耗盡區(qū)并被深能級(jí)陷阱俘獲；脈沖結(jié)束后，偏壓恢復(fù)反向狀態(tài)，被俘獲的載流子因熱激發(fā)作用逐漸發(fā)射至導(dǎo)帶或價(jià)帶中，導(dǎo)致耗盡區(qū)電容發(fā)生指數(shù)恢復(fù)式變化。深能級(jí)瞬態(tài)譜儀對(duì)此電容瞬態(tài)信號(hào)進(jìn)行采樣與處理，通過改變溫度并記錄不同溫度下的發(fā)射時(shí)間常數(shù)，最終獲得深能級(jí)瞬態(tài)譜圖。

 

　　從譜圖中可以解析出多類信息。深能級(jí)對(duì)應(yīng)的特征峰出現(xiàn)在特定溫度位置，根據(jù)該溫度下的發(fā)射時(shí)間常數(shù)與溫度的關(guān)系，即可計(jì)算陷阱能級(jí)在禁帶中的確切位置。俘獲截面描述了陷阱捕獲載流子的能力，該參數(shù)可通過改變脈沖寬度并測量電容瞬態(tài)的變化速率獲得。此外，譜峰的高度與陷阱濃度成正比，據(jù)此可確定缺陷的體密度。通過改變脈沖偏壓的幅度，還能判斷缺陷在耗盡區(qū)內(nèi)的空間分布。

 

　　深能級(jí)瞬態(tài)譜儀具備探測靈敏度高的特點(diǎn)，能夠檢測到極低濃度的深能級(jí)缺陷，適用于研究半導(dǎo)體材料中的金雜質(zhì)、輻照損傷、界面態(tài)等各類陷阱。該設(shè)備在半導(dǎo)體材料生長工藝優(yōu)化、器件可靠性分析、輻照效應(yīng)研究等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。無論是化合物半導(dǎo)體中的本征缺陷，還是硅基器件中由金屬污染引入的復(fù)合中心，深能級(jí)瞬態(tài)譜儀均能為研究者提供準(zhǔn)確、可量化的能級(jí)參數(shù)，為理解載流子俘獲與復(fù)合機(jī)制奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。