 |
Многозарядные ловушки в полупроводнике.
|
|
|
|
В случае многозарядных примесных атомов (или дефектов), создающих несколько энергетических уровней, результирующий темп рекомбинации будет равен сумме темпов рекомбинации через каждый из этих уровней (7). Если известны положения всех уровней и известны коэффициенты захвата электронов и, соответственно, дырок для каждого уровня, то можно определить неравновесные степени заполнения каждого уровня и найти результирующий темп рекомбинации (а, следовательно, и времена жизни электронов и дырок).
Существенной особенностью рекомбинации через многозарядные ловушки является то, что при изменении температуры или равновесной концентрации электронов может происходить изменение зарядового состояния ловушек, что равносильно изменению природы центров рекомбинации.
 |  | ||
 | |
Рис.2 Рис.3
Уравнения, описывающие кинетику процесса:
dn/dt= kbI-gn n(M-n)+gnmNcm (3.1)
dm/dt= gn n (M-n)-gnmNcm-gpmp+gpPnm(M-m) (3.2)
dp/dt= kbI-gpmp+gp(M-m)Pnm (3.3)
Для полноты системы уравнений:
Dn+Dm=Dp (3.4)
В стационарном случае имеем:
dm/dt=0 gn[n(M-m)-mNcm]=gp[mp-(M-m)Pnm] (3.5)
Установка для измерения жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках.
В данной работе описана установка[2] для определения времени жизни в низкоомных полупроводниках(5). Действие установки основано ни измерении частотной зависимости нестационарной фотопроводимости полупроводникового образца, возбуждаемой и.к. -светодиодами и измеряемый с использованием синхронного детектирования. Действие и.к-излучения, модулированного прямоугольными импульсами на полупроводниковый образец приводит к возникновению в нем фотопроводимости. Ее спад и нарастание будем считать экспоненциальными. Эффективное время спада фотопроводимости при этом можно считать равным эффективному времени жизни t неравновесных носителей заряда.
|
|
|
График 1
Зависимость постоянного выходного напряжения от частоты входного синусоидального напряжения имеет вид как на графике 1.
U(f) = U0[1-2tf th(2tf)-1 (4.1)
U(f0) = 0.8U0 (4.2)
t = (10f0)-1 = T0 (4.3)
Таким образом, определив частоту входного сигнала f0, при котором U(f0) = 0.8U0, можно определить время жизни неравновесных носителей. Нужно отметить, на сложность, которая возникла в процессе работы. В связи с большой концентрацией примесей и образованием ловушек кинетика спада и нарастания фотопроводимости сильно замедлена по сравнению с ожидаемыми данными. В этом направлении автор и планирует работать в следующем году.
Заключение.
Итак, из всего вышесказанного видно:
1) Методики измерения, поставленные нами в прошлом году и используемые нами в этой курсовой работе, хорошо работают, и те данные, которые получаем по этим методикам, хорошо согласуются со справочными данными по кремнию.
2) Качество получаемого материала в сравнении с прошлогодними результатами заметно растет по многим важным для применимости этого материала параметрам. Что говорит, о хороших перспективах в направлении совершенствования технологий получения чистого солнечного кремния.
|
|
|
3) Предварительное испытание схемы позволяющей определять времена прошли успешно и можно сделать предположения о применимости ее в качестве метода контроля кинетических процессов происходящих в кремнии. В следующем году будет продолжена работа по отладки схемы и отладки ее усилительной части, а также постановки методики измерения времени жизни неравновесных носителей заряда.
Использованные источники:
1.А.И.Непомнящих. Рост кристаллов. Курс лекции. ИГУ. 1997.
2.Л.П.Павлов. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов.Москва. «Высшая школа”. 1975.
3.Под редакцией К.В.Шалимов. Практикум по полупроводникам и полупроводниковым приборам. Москва.”Высшая школа”. 1968.
4.А.С.Стильбанс.Физика полупроводников. Москва.”Советское радио”. 1967.
5. Под редакцией И.К.Кикоина.Справочник.Таблица физических величин. Москва.”Атомиздат”.1976.С.467-505.
6. Постников В.С., Колокольников Б.М., Капустин Ю.А., Установка для измерения времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках-ПТЭ 1988 N 2.
7. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г., Физика полупроводников. М. "Наука" 1990 С. 246-258.
[1] См. приложение 1
Результаты визуально полуколичественного атомно-эмиссионого анализа образцов Si
Результаты масс-спектрометрического анализа P и B 10-4 %
[2] См. приложение 2 Принципиальная схема устройства.
[В.В.U1]
|
|
|
