Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

31
где D(E
t
) - объёмная энергетическая плотность распределения ловушек,
показывающая число состояний в единице объёма на единичном
энергетическом интервале, имеющая размерность
[ см
-3
эВ
-1
].
Отметим , что основной вклад в интеграл в уравнении (14) дает
область в окрестности середины запрещенной зоны E
i
. Действительно,
если D(E
t
) = D
t
= const и α
n
= α
p
(σ
n
= σ
p
= σ), то из уравнения (14)
легко получить :
i
n
kTD
G
tT
2
0
π
σν
=
. (15)
Тогда, используя (14), получаем :
kTD
g
tT
πσν
τ
2
=
. (16)
Сравнивая (16) с (13), мы видим , что объёмное генерационное время жизни
в полупроводнике с непрерывно распределёнными по его запрещенной
зоне ловушками определяется , подобно случаю моноуровня в середине
запрещенной зоны , эффективной интегральной плотностью состояний
N
t эфф
, равной произведению дифференциальной плотности ловушек D
t
на
величину энергетического интервала (N
tэфф
= D
t
.
πkT). Это свидетельствует
о том , что когда имеется непрерывное распределение ловушек со
спектральной плотностью D
t
, активно проявляются лишь те из них ,
которые расположены в пределах ~1,5 kT от уровня E
i
.
Заметим , что плотность тока объёмной генерации определяется
выражением
g
i
qWn
WqGj
геноб
τ
==
0
..
(17)
и, следовательно , температурная зависимость генерационного тока в
основном определяется изменением n
i
:
()
−=
kT
E
N
c
N
i
n
g
V
2
exp
2
1
. (18)
Б. Генерация (рекомбинация ) через поверхностные состояния
Хотя природа поверхностных и объёмных генерационных центров
различна, эффект поверхностной генерации можно рассмотреть
аналогичным методом . В результате, в рамках предположений ,
используемых в модели Шокли – Рида – Холла, для общей скорости
поверхностной генерации можно получить :
i
kTn
ss
D
s
G
T
πσν
2
1
=
, (19)
где D
SS
- поверхностная спектральная (дифференциальная ) плотность ПС
вблизи середины запрещенной зоны , σ - поперечное сечение захвата
носителей на поверхностные состояния ,
T
ν
- средняя тепловая скорость 
                                    31

где D(Et) - об ъ ёмная энергетическая плотность распределения ловуш ек,
показы ваю щ ая число состоя ний в единице об ъ ёма на единичном
энергетическом интервале, имею щ ая размерность [см -3 эВ -1].
       О тметим, что основной вклад в интеграл в уравнении (14) дает
об ласть в окрестности середины запрещ енной зоны Ei. Д ействительно,
если D(Et) = Dt = const и αn = αp (σn = σp = σ), то из уравнения (14)
легко получить:
                          σν πD kT
                     G0 = T t ni .                                    (15)
                                2
Т огда, используя (14), получаем:
                      τg =        2     .                              (16)
                           σν T πDt kT
Сравнивая (16) с(13), мы видим, что об ъ ёмноегенерационноевремя ж изни
в полупроводнике с непреры вно распределённы ми по его запрещ енной
зоне ловуш ками определя ется , подоб но случаю моноуровня в середине
запрещ енной зоны , эф ф ективной интегральной плотностью состоя ний
Ntэфф , равной произведению диф ф еренциальной плотности ловуш ек Dt на
величину энергетического интервала (Ntэфф= Dt . πkT). Э то свидетельствует
о том, что когда имеется непреры вное распределение ловуш ек со
спектральной плотностью Dt, активно проя вля ю тся лиш ь те из них,
которы ерасполож ены в пределах ~1,5 kT от уровня Ei .
       Заметим, что плотность тока об ъ ёмной генерации определя ется
вы раж ением
                                              qWni                    (17)
                            j об ген = qG0W =
                                . .            τg
и, следовательно, температурная зависимость генерационного тока в
основном определя ется изменением ni:
                                         1
                                               Eg 
                          ni = ( N c NV ) exp −
                                         2
                                                    .                (18)
                                               2kT 

      Б. Генерация (рекомб инация ) черезповерхностны есостоя ния

    Хотя природа поверхностны х и об ъ ёмны х генерационны х центров
различна, эф ф ект поверхностной генерации мож но рассмотреть
аналогичны м методом. В результате, в рамках предполож ений,
используемы х в модели Ш окли – Рида – Холла, для об щ ей скорости
поверхностной генерации мож но получить:
                     Gs = 1 σν T πDss kTni ,                         (19)
                          2
где DSS - поверхностная спектральная (диф ф еренциальная ) плотность П С
вб лизи середины запрещ енной зоны , σ - поперечное сечение захвата
носителей на поверхностны е состоя ния , ν T - средня я тепловая скорость

Страницы