Нестаціонарні методи вимірювання часу життя нерівноважних

Носіїв заряду

Нестаціонарні методи вимірювання часу життя характеризуються короткочасним (імпульсним) процесом введення надмірних носіїв заряду в зразок. Вимірювання часу життя грунтується або на дослідженні загасання надмірної концентрації носіїв заряду з часом, або на визначенні кута фазового зсуву між первинним сигналом генерації і вторинним у відповідь сигналом (наприклад, сигналом фотопровідності).

Розглянемо основні нестаціонарні методи вимірювання часу життя, найбільш широко вживані в промисловості переважно для контролю кремнієвих монокристалічних злитків і пластин.

Метод загасання фотопровідності.

Це основний метод вимірювання, який найбільш поширений як в СНГ, так і за кордоном. Принципова схема реалізації методу дуже проста: через зразок у формі прямокутного паралелепіпеда (пластини) пропускається струм в режимі генератора струму, потім в певний момент часу зразок освітлюється коротким П–образним імпульсом світла від газорозрядної лампи–фотоспалаху, іскри розрядного конденсатора або лазера. Інжектовані носії заряду рекомбінують на поверхні і в об'ємі напівпровідника, а стимулююча ними фотопровідність з часом затухає від її початкового максимального значення до нуля. Спад фотоЕРС відбувається по експоненціальному закону:

s(t)= (2.10)

де - темнова провідність; - фотопровідність; А – деяка константа.

Таким чином, можна визначати як , так і S (згідно формулі 1.37).

Існує безліч модифікацій цього методу, відмінних способом збудження фотопровідності і реєстрації сигналу вимірювальної інформації.

При вимірюваннях методом загасання фотопровідності слід дотримувати деякі умови:

- відстань плями світлового імпульсу до контактів і країв зразка повинна перевищувати декілька дифузійних довжин;

- у вимірюваннях використовується експоненціальна ділянка кривої загасання, віддалена від її початку принаймні на 2;

- величина напруженості електричного поля не повинна перевищувати 5 В/см;

- для виключення впливу рівнів прилипання необхідне постійне підсвічування зразка в процесі вимірювань.

Метод загасання фотопровідності охоплює діапазон вимірювань від десятих часток мкс до десятків мілісекунд і S до 10³ ¸10⁴ см/с. Застосовується цей метод переважно для пластин кремнію і германію. Точність методу для злитків не дуже висока (» 20%). В кращих зарубіжних варіантах установок з використанням вбудованих ЕОМ при вимірюванні пластин досягається точність до 0,1 %.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: