Бесконтактный способ определения эффективного времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводнике

Номер патента: 1384117

Авторы: Малютенко, Тесленко

Скачать ZIP архив.

Текст

51)5 Н 6 БР ЕНИЯ пьСТ юл,93 водни Г.И.Тесленкоонцевой Ю.А.полупроводниМеталлургия,Методы измевойств полупро- адиоэлектрониких ная24(54) БЕСКОНТАКТНЪНИЯ ЭФФЕКТИВНОГОРАВНОВЕСНЫХ НОСИПРОВОДНИКЕ,(57) Изобретениеводниковой технииспользовано дляни жизни носителводниках. Цельюся упрощение опр ится к полупроможет бытьеления времеяда в полупротения являетия зффективноотно е и опр й э эоб деле ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ ОПИСАНИЕ ВТОРСНОМУ СВИ(71) Институт полупАН УССР(56) Ковтонюк Н,ФИзмерения параметроковьм материалов, М1970, с. 177-179.Блад П., Оргон Джрения электричесводников.Зарубежка, 1981, В 2, с. Й СПОСОБ ОПРЕДЕПЕВРЕМЕНИ ЖИЗНИ НЕТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОПУго времени жизни неравновесных носителей заряда для расширенного класса полулроводниковых материалов, включая и нелюминесцирующие, Регистрируют после оптического возбуждения импульсов излучения плотность тепл ваго излучения в диапазоне длин волн Ьс/Е 8%поглощения на свободньм носителях заряда полупроводникового образца, имеющего толщинуР/2 Тпс 1 -, 1/К где 9- длина волны, соответствующая плазменно-. му отражению 1 и - показатель преломления исследуемого полупроводника,Г К - коэффициент поглощения излучения; Ь - постоянная Планкаф с - скорость света в вакуумеф Ед - ширина запрещенной зоны исследуемого полупроводника. Время жизни носителей заряда определяют по времени изменения теплового излучения в 1 раз.Слособ не требует создания контактов, калибровки фотоприемника, пригоден для нелюминесцирующих материалов, не требует охлаждения образцов. 1 нл.Изобретение относится к полупро"водниковой технике и может быть использовано для определения временижизни носителей заряда в полупровод,"5виках.Цель изобретения - упрощение оп"ределения эффективного времени жизни неравновесных носителей заряда длярасширенного класса полупроводнйковых 10материалов, включая и нелюминесцирующне,На чертеже приведена зависимостькоэффициента поглощения К для СаАви-типа проводимости от длины волны15Ъизлучения прн комнатной температу-.ре,П р и и е р 1. Исследуют полупроводник СаАз и-типа проводимости притемпературе, близкой к комнатной. 20Анализ зависимости коэффициентапоглощения К от длины волны излучения % показывает, что быстрое возрастание К в .коротковолновой областисоответствует краю собственного погло.25щения; возрастание К в длинноволновуюсторону обусловлено поглощением насвободных носителях, Плотность теплового излучения следует регистрироватьв диапазоне . длин волн 300,9 мкм%90 мкм, так как шириназапрещенной эоны Е= 1,4 эВ, Ьс/Е =0,9 мкм, плазменная длина волныдля максимальной концентрации элект;родов и = 10 см , определеннаяо е,352 Г сп т фпо формуле Ъ = - . - . ---( )ци,равна 90 мкм (где Ь - постояннаяПланка; с - скорость света в вакууме;, и - показатель преломления СаАз 1и - заряд электрона; ядлина волны излучения, соответствующая плазменному отражению, и, - максимальнаяконцентрация электронов; - длинаволны излучения, ш - эффективная45масса электрона.Для, детектирования излучения использовался фоторезистор иэСЙИ 808 Те при 77 К, который имеетграницу чувствительности при =11 мкм.Таким образом, практически диапазондлин волн 1-11 мкм, Иаксимальный коэффициент поглощения в этом диапазоне .равен для максимальной концентра 18 в.цин электронов 10 см .К = 200 см,.Следовательно толщина д образцадолжна быть впределах 0,52 ,й4 50 мкм, например 10 мкм. Для длины волны0,8 мкм.поглощение определяетсямежзонными переходами. Коэффициент поглощения длятаких переходов зависит от энергиикванта и не зависит от концентрацииносителей заряда, Таким образом,временная зависимость плотности излучения на длине волны 0,8 мкм не будет пропорциональна концентрации носителей и эффективное время жизнине может быть определено наэтойдлине волны. Кроме того, коэфФициентпоглощения для Ъ0,8 мкм больше10 см" и условие, й 1/К - не выполняется. В этом случае излучательная способность полупроводника независит от концентрации носителейзаряда. Это вторая причина, почемуна этой длине волны невозможно из-.мерить время жизни носителей заря- .да.П р и и е р 2. Тот же материалпри той же температуре. Длина волны1.мкм. Этой длине волны соответствует К2 см , и поглощение происходит на свободных носителях и выполняется условие Й(с 1/К, так как 1/К=5000 мкм., В этом случае временная.зависимость плотности теплового излучения повторяет временную зависимость концентрации неравновесных носителей, из который по стандартнойметодике спадания в е раз определяет"ся эффективное время жизни.П р и м, е р Э. Тот же материалпри той же температуре, Длина волны 6 мкм. Этой длине волны соответствуют (см,чертеж) К"Э см , и поглощение происходит на свободных носителях;.Условие д с 1/К выполняется;так как 1/К = 3300 мкм. Следовательно, временная зависимость плотноститеплового излучения повторяет времен- .ную зависимость концентрации неравновесных носителей заряда, и времяжизни может быть определено,П р и м е р 4, Длина волны 11 мкм.Она соответствует поглощенюо на свободных носителях, К = 15 см , 1/К= 666 мкмй. Следовательно, также,как и в предыдущих примерах,эф. -фективное время жизни может быть.определено,П р и м е р 5. Длина волнымкм.Чувствительность фотодетектора равна нулю,так как энергия кванта излучения меньше пшрины запрещенной зо"гны фотодетектора. Таким образом,.на,этой длине волны с данным детектором время анзни не мсикет быть определено, Ввиду, отсутствия фотодетектора с ф чувствительностью к излучению Ф90 мкм ограпичшзись длиной волны 12 икм. формула иэобретения10Весконтактный способ определения эффективного времени аиэни неравно весных носителей заряда в полупро воднике, включающий создание неравно весной концентрации свободных носите. 15 лей путем. импульсного облучения, измерение плотности излучения из полупроводника и вычисление времени аиэни по времени спада измеряемой величины в е раэ после окончания импульса облучения, о т л и ч а ю щ и й с я ,тем, что, с целью упрощения определе.ния эффективного времени зизни не равновесных носителей заряда для .расширенного класса. полупроводниковых материалов, включая и нелюминесцирующие, регистрируют плотность теплового излучения полупроводника в диаЬспвзоне длин волн -" с Ъ с %, соответ"Е в ствующих поглощению на свободных но" сителях, а толщину исследуемого образ- В %у, ца выбирают Яэ условия . а 4 4 К ф2 п где К - коэффициент поглощения излучения в выбранном диапазонедлин волн," толщина образцаЕ - ширина запрещенной зоныисследуемого полупроводника% - длина волны, соответствующая плазменному отрахению,п - показатель преломления йсследуемого полупроводникаф,с " скорость света в вакууме,Ь .постоянная Планка.

Смотреть

Заявка

3874095, 23.01.1985

ИНСТИТУТ ПОЛУПРОВОДНИКОВ АН УССР

МАЛЮТЕНКО В. К, ТЕСЛЕНКО Г. И

МПК / Метки

МПК: H01L 21/66

Метки: заряда, времени, носителей, полупроводнике, жизни, неравновесных, эффективного, бесконтактный

Опубликовано: 23.08.1990

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-1384117-beskontaktnyjj-sposob-opredeleniya-ehffektivnogo-vremeni-zhizni-neravnovesnykh-nositelejj-zaryada-v-poluprovodnike.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Бесконтактный способ определения эффективного времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводнике</a>

Похожие патенты