Регистрация / Вход
Прислать материал

Измерения времени жизни неравновесных носителей заряда бесконтактным СВЧ методом

ФИО: Хатин Д.Е.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Кобелева Светлана Петровна

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Полупроводниковой электроники и физики полупроводников

Академическая группа: ППЭ-11-2

Время жизни неравновесных носителей заряда (ННЗ) это величина, обратная вероятности рекомбинации неравновесного свободного электрона или дырки в единицу времени в объёме материала. В непрямозонных полупроводниках (Si, Ge) основным механизмом рекомбинации является рекомбинация через глубокие центры, которые в элементарных полупроводниках чаще всего представляют из себя остаточные примеси металлов. Для основного метода измерения этого параметра в материален рекомендуется использовать измерение спада фотопроводимости, но в этом методе большое влияние на результаты измерения оказывает поверхностная рекомбинация.

Для расчёта времени жизни в объеме Tv по измеренному эффективному Teff стандарт ASTM mf1535 рекомендует формулу:

S – скорость поверхностной рекомбинации; D ��������������������������– коэффициент диффузии неосновных носителей заряда, d – толщина.

Рисунок 1. Зависимость рассчитанного эффективного времени жизни от толщины пластины

Для определения предела применимости этой формулы проводили моделирование на основе решения уравнения непрерывности в одномерном случае численным методом для Tv = 1500 мкс и S= 20 000 см/с с толщинами от 100–9051 мкм.

В процессе моделирования изучалось влияние ограничения области анализа на результаты моделирования. Результаты в сравнение с формулой (1) приведены на рисунке (1).

Как видно из рис. 1, формула (1) хорошо сходится с результатами численного моделирования в интервале от 400 до 4000 мкм (0,348 – 3,48 диффузионных длин). Это говорит о том, что в данном интервале формула (1) может быть использована.