功率半导体领域- 4H-SiC 缺陷的表面光电压（SPV）光谱表征
碳化硅（SiC）大功率高压半导体器件不仅引领了电动汽车（EV）的超快充电器和车载充电器的发展，还推动了电力驱动系统和牵引应用（如轻轨、有轨电车和地铁）中功率转换器的进步。牵引应用以及工业电机驱动器需要阻断电压为1200 V、1700 V、3300 V甚至4500 V的功率半导体开关（6500 V仍在探索中）。
目前，高压大功率半导体器件的可靠性、寿命和安全性是需要重点控制的关键参数，而市面上可购得的150 mm SiC晶圆仍然存在一些与SiC半导体禁带内缺陷相关的根本质量问题。这些问题在200 mm SiC晶圆上仍将持续存在，因此在器件制造之前、期间和之后能够测量并报告缺陷状态变得极为重要。
配备三个中心波长为355 nm、365 nm和450/660 nm紫外光源的SPVcheck工具是外延SiC晶圆表征的理想平台，因为它可以非常简便快速地检测基本禁带边。450 nm或660 nm波长用作基线参考测量，因为其能量过低无法在SiC材料中激发载流子。355 nm和365 nm紫外光源同时施加到外延SiC晶圆上，从而在一次测量中产生覆盖3.25至3.55 eV能量的宽方形脉冲。
瞬态 SPV 的测量时间范围为 10 ns 至 10 ms。如果 SiC 晶圆上的外延层存在过多缺陷，载流子的激发就会减弱，随时间变化的信号也会变小。 另一方面，完美的外延层将产生更高的输出信号，更重要的是，在毫秒范围内具有尖锐的能量跃迁峰。
方形能量脉冲的另一个优势在于，SiC的吸收系数随能量的平方线性增长，并且具有很强的温度依赖性。因此，通过增加温控台，紫外光的穿透深度可以在很大范围内变化。显然，355 nm和365 nm光源不需要同时开启——它们可以以高达1 kHz的开关频率或以极长的开/关周期进行调制模式切换。
高质量 4H-SiC 样品：该锐化跃迁峰将产生大幅值的时间分辨信号变化，响应时间约为 10~100 µs
含缺陷 4H-SiC 样品：无锐化跃迁峰，时间分辨信号变化幅度小，响应时间通常＜1 µs
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