Определение времени жизни носителей в высокоомном кремнии. Влияние времени жизни на параметры высоковольтных приборов на кремнии

| Категория реферата: Рефераты по физике
| Теги реферата: ответы по биологии, диплом 2011
| Добавил(а) на сайт: Спартак.

L – длина образца , мм

(f - измеренное время экспоненциального спада, (S.

( - - подвижность неосновных носителей, см2/В(сек

Экспоненциальный спад тока фотопроводимости соответствует времени жизни в случае , если уровень инжекции фототока мал в сравнении с уровнем инжекции тока, протекающего под действием потенциала смещения. Это требование удовлетворено в случае выполнения соотношения:

(V0/Vdc ( 0.01 (2.3)

Если это условие не выполнено, то следует внести поправку в экспоненциальный спад тока фотопроводимости по формуле:

(f = (f изм([ 1- ((V0/Vdc) ] (2.4)

Где:

(f изм - экспоненциальный спад тока фотопроводимости

(f - экспоненциальный спад тока фотопроводимости после внесения поправки

После внесения этой поправки объемное время жизни неосновных носителей вычисляется по формуле :

(0 = ((f-1 – Rs)-1 (2.5)

Где Rs определяется из таблицы 2.3.

Стандартом ASTM F28 – 91 при выполнении вышеперечиленых условий устанавливается погрешность (50% для измерений на германиевых образцах и
(135% для измерений на кремниевых образцах.

[pic]

Рис. 2.1. Блок схема установки по измерению времени жизни фотоэлектирическим методом.

3. Механизмы рекомбинации

По виду передачи энергии рекомбинирующих частиц различают три основных типа рекомбинации.

1. Рекомбинация называется излучательной, или фотонной, если энергия рекомбинирующих частиц выделяется в виде энергии фотона.
2. Если энергия частицы передаётся решетке (фононам) , то рекомбинация называется безизлучательной, или фононной.
3. Одним из видов безизлучательной рекомбинации является ударнaя ионизация

( процессы Оже ), когда энергия рекомбинирующих частиц передается третьей частице , которая благодаря этому становиться “горячей”. “Горячая” частица в результате нескольких столкновений передает свою энергию фононам.

Помимо этих трех основных механизмов, энергия рекомбинирующих частиц может передаваться электронному газу ( плазменная рекомбинация ). Если электрон и дырка образуют в качестве промежуточного состояния экситон, то такая рекомбинация носит название экситонной.

Фотонная, фононная и рекомбинация Оже могут протекать по разному в зависимости от механизма перехода электрона из зоны проводимости в валентную зону. Если частицы рекомбинируют в результате непосредственной встречи электрона и дырки, то такая рекомбинация называется прямой, или межзонной. Прямая рекомбинация играет роль в полупроводниках с малой шириной запрещенной зоны порядка 0,2 – 0,3 эВ и меньше.

Если ширина запрещенной зоны больше 0,5 эВ , то рекомбинация происходит через локализованные состояния , лежащие в запрещенной зоне. Эти сосстояния обычно называются рекомбинационными ловушками.
Предположим, что в полупроводнике имеются дефекты уровни энергии которых лежат в запрещенной зоне , а уровень энергии Et не занят электроном
(дыркой). Возможен целый ряд процессов, схематически изображенных на
Рис. 3.1.

[pic]

Рис. 3.1. Схемы рекомбинации носителей. Ес –дно зоны проводимости, Et – уровень в середине запрещённой зоны, Еv – уровень валентной зоны.