Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 98 стр.

5.6.1. Механизмы генерации неосновных носителей в области про-
странственного заряда
     МДП-структуры в состоянии неравновесного обеднения являются
физической основой приборов с зарядовой инжекцией и приборов с зарядовой
связью [30, 31]. Процессы релаксации неравновесного состояния определяют
границы частотного диапазона применения этих приборов. В зависимости
от метода измерения можно контролировать либо изменение емкости C
МДП-структуры, либо изменение заряда на электродах QG в процессе релаксации
емкости при постоянном напряжении VG, либо изменение напряжения на
затворе VG в режиме постоянного заряда QM на металлическом электроде.
     Рассмотрим МДП-структуру, находящуюся в равновесных условиях при
некотором значении напряжения на затворе. Подадим на затвор дополнительно
импульс напряжения VG, выводящий систему из равновесия. Часть напряжения
упадет на диэлектрике (Vox), часть – на ОПЗ МДП-структуры (VОПЗ = øs). ОПЗ
в момент t = 0 перейдет в неравновесное состояние и будет характеризоваться
неравновесными значениями поверхностного потенциала øs, емкости ОПЗ Csc,
заряда ОПЗ Qsc. Вследствие генерационно-рекомбинационных процессов ОПЗ
будет переходить от неравновесного к равновесному состоянию. Пусть ôрел –
среднее время, за которое осуществляется этот переход. Ясно, что в зависимости
от конкретных условий для МДП-структуры (режим постоянного напряжения
VG или режим постоянного заряда QM на полевом электроде) время релаксации
ôрел будет отличаться. Время релаксации также будет зависеть от начального и
конечного состояния ОПЗ, от механизма генерации неравновесных носителей
заряда. Последнее будет в основном определять кинетику релаксации ОПЗ.
     При релаксации неравновесного обеднения на поверхности полупроводника
происходит заполнение потенциальной “ямы” для неосновных носителей
до равновесного значения. Существуют четыре основных механизма
генерации неосновных носителей, вызывающих заполнение потенциальной
ямы. 1 – генерация через объемные локальные центры в ОПЗ, находящиеся
в запрещенной зоне полупроводника. 2 – генерация через поверхностные
состояния. 3 – диффузионный ток из квазинейтрального объема. 4 – туннельный
генерационный ток. При наличии высокого электрического поля в ОПЗ может
происходить лавинное умножение неосновных носителей, причем в качестве
“затравочного” тока может выступать любой из этих четырех механизмов.
Рассмотрим более подробно механизмы генерации неосновных носителей.
Генерация через объемные локальные центры в запрещенной зоне
обедненной области пространственного заряда
     Найдем выражение для генерационного тока jген, обусловленного генерацией
неравновесных носителей в области пространственного заряда. Пусть ширина


ОПЗ равна W, темп генерации              . На рисунке 5.20 приведена схема

                                    98