在硅的各种加工过程中，硅表面上通常都有离子吸附，它们引起半导体内的表面势垒产生耗尽层或反型层。
光照在半导体表面时，能量稍大于半导体禁带宽度的光子，将会把价带中的电子激发到导带，从而形成电子空穴对，并向低密度区扩散。
由于表面上存在着耗尽区，其电场将电子-空穴分离，产生表面光电压（SPV ）。
理论计算
α-=++1
Φ1()(1)eff
P A S V L L （1） 其中对于耗尽层 A =qn 0/KT exp(qV /KT )
对于反型层 A =qu i 2/KTn O
在小注入条件下寿命值τ与扩散长度L 的关系，即：L = 2
L D
τ=，扩散系数D 为已知常数，因此通过扩散长度测量可以立即计算出寿命值。
用SPV 测量扩散长度的方法：
（1）恒定表面光电压法，其特点是测量过程中单色光的波长度变化时，表面
光电压恒定不变，可对电阻率为0.1~6Ω·cm 、少子寿命短到20ns 的硅单晶进行测量。
一般认为表面光电压(ΔV)是非平衡载流子浓度的函数。
根据光照强度Φ与表面光电压△V 的函数关系： )11()(L
M V F α+
∆=Φ /(1)S D L M B R +=- （2） 其中，对于给定的样品，M 是一个常数，对于F （△V ）在测量过程中，即在改变 光源波长时（吸收系数α随之而和），调节光强Φ，使表面光电压△V 保持不变，于是F （△V ）在测量过程中也保持为常数，在数次改变波长（即改变α-1）后，
得到相应的Φ值，即有一组：α-11，Φ1；α-12，Φ2；……α-1n ，Φn 数据，以Φ
为纵标，α-1为横座标，联成一直线，并将直线延长到Φ=0得：
1)L
αΦ=0=(1+ （3） 该直线的截距即为要测的扩散长度（样品（或处延层）
的厚度必须大于4倍扩散长度，如果小于扩散长度的一半，则测得的不是在外延层中的扩散长度，而是衬底中的扩散长度），
如图所示：
（2）恒定光通量法 即Φeff 是恒定的。
根据（1）式
)11)((1
-++=∆ΦαL L D S A V eff
扩散长度L 可以Φeff/△V 对α-1的直线图确定
(3）
测试样品制备：
样品一般要求进行化学抛光，化学腐蚀或机械抛光，以除去表面的机械损伤层。
去油清洗烘干，尽快装入样品盒，再放入装有表面干燥剂的屏蔽盒内，干燥3-4小时。
腐蚀液P4A——（如果需要）符合电子级 1的50 mL 浓硝酸 (HNO3), 30 mL 浓氢氟酸 (HF), 和30 mL 冰醋酸 (CH3COOH)，5：3：3将腐蚀剂混合SPV 技术要求Si片表面存在势垒，对于P型样品一般不需经过处理就可测量, 但当表面光电压太小(如小于1 mV) 时,可用HF或缓冲的HF (BHF) 溶液处理, 再经高纯去离子水(DIW) 冲洗干净后,干燥即可; 对于N型样品,需用强氧化剂对表面进行氧化, 形成空间电荷层。
测量时可以用单色光，也可用干渉滤光片，优点是能够低成本提供大面积光照。
也可用激光器，样品-屏栅组合必须是无振动的，否则容易在斩波频率处发生电容调制。
实验装置如图所示钨丝灯发出的光经单色仪分光后照到探测器和样品上在拼一的波长范围内改变人射光波长调节光子通量密度保持样品上光电压讯号大小不变由探测器测得不同波长时光子通量密度的相对值把入射的相对光子通量密度对作图其直线在上的截距绝对值就是扩散长度。
为了将表面光电压讯号进行放大把人射光线以频率为的斩波器调制成交流电。
品表面光电压讯号由的选频放大器进行放大该放大器能检测的讯号
光源采用溴钨灯，由调压变压器调节电流用并联在标准电阻上的交流数字电压表指示光源上的电流。
入射光经机械斩波器切割成脉冲光，为了使斩波器稳定同步马达由一音频信号发生器和功率放大器稳定频供电。
单色仪分辨率为50
样品两侧用薄云母片绝缘受光面用导电玻璃做电极，背光面用铜做电极，构成电容器信号经电容器和1013高阻藕合到静电放大器用锁定放大器或选频放人器放大并由数字直流电压表读出，为防止其它信号干扰样品盒和静电放大器放在5mm厚的铁盒内屏敝, 所有机外引线均用屏敝线.。
•打开光源、斩波器、锁相放大器，用来自单色仪或滤色盘的可见光调整光学系统。
如果使用单色仪，移去锐截止滤光片，在可见光范围内使用更高级的衍射方式。
•2设置单色仪或滤色盘至最短的使用波长（最高能量），通常为0.8 μm
(1.55 eV)
•3在样品架上放置样品产生电容或其他接触面进入测量位置。
• 4 调节照明强度到最大功率的一半或最大振幅的70%。
•5调节锁向放大器的频率和相位连接样品获得最大信号。
如果样品和探测器使用同一放大器，在每次阅读前需要调节放大器的相位。
•6记录SPV的最相近的振幅信号，VSPV.
•7将单色仪或滤色盘设置到数据所需的最长波长（最低能量）(通常块状硅样品为1.04 μm (1.19 eV) ，外延硅材料为1.0 μm (1.24 eV))，对扩散长度短(<20 μm)，最长的波长可以为1.0 μm (1.24 eV)或更低。
•8改变照明光强以获得一系列的VSPV 测量值，首选值是最接近6中记下的数值。
•9重新设定单色仪或滤色盘至最短波长（最高能量），并重新设置光强以产生所选的VSPV。
•10再次记录λ和VSPV.的值。
•11从光探测器上读出并记录信号电平VD,。
•12增加λ（减少光能量）到所需的最大值（最小能量）。
对硅而言，适宜的步距是0.85, 0.90, 0.95, 0.97, 0.99, 1.00, 1.01, 1.02, 1.03, and 1.04 μm
(1.46, 1.38, 1.31, 1.28, 1.25, 1.24, 1.23, 1.22, 1.20, and 1.19 eV)。
对短的扩散
长度，仅仅使用最短的λ值（最高的能量值）。
•13在每一个波长（能量）下调节照明强度以获得所选的VSPV.值。
•14对应每一λ，读出并记录λ（或光能量），VSPV, 和VD 值。
•15测量并记录样品的厚度，或测量并记录外延层的厚度。
•16选择测试方法，测量样品电阻率。