PL測試是一種無損的測試方法，可以快速、便捷地表征半導體材料的缺陷、雜質以及材料的發光性能。其主要功能包括：1）組分測定；對三元或四元系合金，如InGaN等，通過PL 峰位確定半導體材料的禁帶寬度，進而確定材料組分X；2）雜質識別；通過光譜中的特征譜線位置，可以識別材料中的雜質元素；3）雜質濃度測定；4）半導體材料的少數載流子壽命測量；5）位錯等缺陷的相關作用研究。

基本原理：

光致發光大致經過光吸收、能量傳遞及光發射三個主要階段，光的吸收及發射都發生于能級之間的躍遷，都經過激發態。而能量傳遞則是由于激發態的運動。光吸收：樣品受到紫外或可見光的照射，導致材料中的電子躍遷到高能態，在價帶留下空穴，電子和空穴各自在導帶和價帶中占據*低激發態，即導帶底和價帶頂，成為準平衡態，也是一種暫態，不穩定狀態，能量傳遞：準平衡態下的電子和空穴復合發光，產生特定波長的光子，激發的電子在一段時間后返回到低能態。光發射：在電子返回低能態的過程中，釋放出能量，以光子的形式發射出來。電子躍遷到不同的低能級，就會發出不同的光子，但是發出的光子能量肯定不會比吸收的能量大。這發射的光子具有不同的波長，可用于研究材料的性質。通過探測光的強度或能量分布得到曲線，形成光致發光譜(PHOTOLU-MINESCENCE SPECTROSCOPY，簡稱PL譜)。

半導體晶圓缺陷與少子壽命測試系統-SPM900主要應用與功能
組分測定

通過測量光致發光峰位來確定半導體材料的禁帶寬度，從而推斷材料的組成。例如，MAPBIBR:-X 的帶隙隨X值而變化，因為發光的峰值波長取決于禁帶寬度且禁帶寬度和X值有關，因此通過發光峰峰值波長可以測定組分百分比X值。

雜質識別

通過測量材料的光致發光光譜，標定特征譜線的位置，可以識別材料中的雜質元素，以及對雜質濃度進行測定。

位錯缺陷研究

光致發光可以提供有關材料的結構、成分及環境原子排列的信息，是一種非破壞性的、靈敏度高的分析方法。光致發光光譜可以用來研究晶體缺陷，例如離子空位和取代，這對于鈣鈦礦這樣的材料尤其重要。過多的缺陷會導致電子與空穴進行非輻射復合并以熱能的形式耗散，降低材料的光致發光性能以及光伏性能。

載流子壽命研究

可以通過強度相關的光致發光壽命測量,確定載流子擴散的影響以及其對總體壽命的影響。

實測數據
晶圓級半導體光致發光譜測試系統（穩態 / 時間分辨）

Wafer-scale Semiconductor Photoluminescence (PL)

Mapping System (Steady-state / Time-resolved)

針對光電半導體晶圓的發光特性檢測需求，以共聚焦方式在晶圓表面逐點采集光致發光光譜并成像。

· 整晶圓上的熒光強度、波長、壽命等發光參數的一致性評估

· 雜質、缺陷、組分等對復合機制的影響

智能化軟件平臺和模塊化設計
· 統一的軟件平臺和模塊化設計

· 良好的適配不同的硬件設備：平移臺、顯微成像裝置、光譜采集設備、自動聚焦裝置等

· 成熟的功能化模塊：晶圓定位、光譜采集、掃描成像Mapping、3D層析，Raman Mapping，FLIM，PL Mapping，光電流Mapping等。

· 智能化的數據處理模組：與數據擬合、機器學習、人工智能等結合的在線或離線數據處理模組，將光譜解析為成分、元素的分布等，為客戶提供直觀的結果。可根據客戶需求定制光譜數據解析的流程和模組

· 可根據客戶需求進行定制化的界面設計和定制化的RECIPE流程設計，實現復雜的采集和數據處理功能。

顯微光譜成像控制軟件界面