Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 32 стр.

UptoLike

Составители: 

32
носителей заряда. D
SS
имеет размерность [см
-2
эВ
-1
], σ - [см
2
]. Процессы
поверхностной генерации и рекомбинации обычно описываются с
помощью параметра, называемого скоростью поверхностной
рекомбинации, который может быть определен следующим образом :
kT
ss
D
g
S
T
πσν
2
1
=
. (20)
Тогда скорость поверхностной генерации можно записать в виде
i
n
g
S
s
G
=
. (21)
Необходимо отметить , что скорость поверхностной рекомбинации
зависит от плотности поверхностных состояний с энергетическими
уровнями, близкими к середине запрещенной зоны , где она значительно
ниже своих типовых значений у краёв разрешенных зон.
Экспериментальные измерения дают значения скорости поверхностной
рекомбинации порядка 1 ÷ 100 см / с, что соответствует плотности
поверхностных состояний около 10
9
÷ 10
11
см
-2
эВ
-1
.
Плотность тока поверхностной генерации есть произведение заряда
электрона на скорость генерации:
i
n
n
qSj
генпов
=
..
. (22)
Сравним это выражение с выражением для тока объемной генерации (17):
W
S
nWq
nqS
j
j
gg
ig
ig
геноб
генпов
τ
τ
==
)/(
..
..
. (23)
Для МДП-структуры с S
g
= 1 см / с, τ
g
= 1 мкс и W = 10 мкм ток
поверхностной генерации в 1000 раз меньше тока объемной генерации.
В . Диффузионный поток неосновных носителей в ОПЗ
У края обеднённой области концентрация неосновных носителей
равна нулю и возрастает экспоненциально по мере удаления от неё до
величины , соответствующей тепловому равновесию . Распределение
концентрации неосновных носителей в полупроводнике можно найти,
решив стационарное уравнение диффузии
0
22
2
=
n
L
n
dx
nd
(24)
с граничными условиями
A
N
i
nxn
2
)0( ==∆
;
0
)
(
=
n
, (25)
где
nn
D
n
L τ=
- диффузионная длина неосновных носителей (в данном
случае электронов ); D
n
- коэффициент диффузии для электронов; τ
n
-
время жизни неосновных носителей .
                                      32

носителей заря да. DSS имеет размерность [см -2 эВ -1], σ - [см 2]. П роцессы
поверхностной генерации и рекомб инации об ы чно описы ваю тся               с
помощ ью       параметра,         назы ваемого   скоростью поверхностной
рекомб инации, которы й мож ет б ы ть определен следую щ им об разом:
                     S g = 1 σν T πDss kT .                               (20)
                             2
Т огдаскорость поверхностной генерации мож но записать в виде
                            Gs = S g ni .                                 (21)
      Н еоб ходимо отметить, что скорость поверхностной рекомб инации
зависит от плотности поверхностны х состоя ний с энергетическими
уровня ми, б лизкими к середине запрещ енной зоны , где она значительно
ниж е своих типовы х значений у краёв разреш енны х                       зон.
Э кспериментальны е измерения даю т значения скорости поверхностной
рекомб инации поря дка 1 ÷ 100 см/с, что соответствует плотности
поверхностны х состоя ний около 109 ÷ 1011 см -2 эВ -1.
    П лотность тока поверхностной генерации есть произведениезаря да
электронанаскорость генерации:
                         jп ов.ген . = qS n ni .                          (22)

Сравним это вы раж ениес вы раж ением для токаоб ъ емной генерации (17):
                    jп ов.ген .   qS g ni      S gτ g
                                =            =        .              (23)
                     jоб.ген . q(W / τ g )ni    W
Д ля М Д П -структуры с Sg = 1 см/с, τg = 1 мкс и W = 10 мкм ток
поверхностной генерации в 1000 разменьш етокаоб ъ емной генерации.

             В . Д иф ф узионны й потокнеосновны х носителей в О П З

      У края об еднённой об ласти концентрация неосновны х носителей
равна нулю и возрастает экспоненциально по мере удаления от неё до
величины , соответствую щ ей тепловому равновесию . Распределение
концентрации неосновны х носителей в полупроводнике мож но найти,
реш ив стационарноеуравнениедиф ф узии
                                 d 2 ∆n − ∆n = 0
                                  dx 2    L2n                            (24)
с граничны ми условия ми
                            ∆n( x = 0) = − ni2 N A ;
                                ∆n( x → ∞) = 0 ,                         (25)
где Ln = Dnτ n - диф ф узионная длинанеосновны х носителей (в данном
случае электронов); Dn - коэф ф ициент диф ф узии для электронов; τn -
время ж изни неосновны х носителей.