WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Таким образом, из полученных результатов следует, что при Ub = 0 адмиттанс границы зерен контролируется главным образом процессами перезарядки ПС. Эффекты, связанные с перезарядкой глубоких уровней в объеме зерен, относительно малы и становятся заметными лишь при Ub = 0, когда перезарядка ПС отсутствует.

Однако следует указать на одно важное обстоятельство.

Последний член в (30), определяющий влияние перезарядки ПС на адмиттанс границы зерен, сам зависит (через величину A) от перезарядки глубоких ловушек в объеме зерен, т. е. происходит ”перемешивание” этих процессов [12]. Поэтому при определении спектра ПС из измерений адмиттанса необходимо учитывать как Рис. 4. Зависимость проводимости границы зерен G от перезарядку ПС, так и перезарядку глубоких ловушек частоты при различных Ub, В: 1 —0, 2 —1, 3 —3.

в объеме зерен.

4. Спектроскопия пограничных состояний Найдем соотношения, позволяющие определить плотность ПС по измеренным статическим и динамическим характеристикам электропроводности поликристаллического полупроводника с глубокими примесными центрами в объеме зерен. При этом мы будем полагать, что известны значения параметров d, n0, µn. Тогда с помощью выражения (32) легко рассчитать проводимость и емкость границы зерен по измеренным значениям Re Y, ImY. Поэтому достаточно найти соотношения, которые определяют явную зависимость N(E) от G(, Ub), Рис. 5. Зависимость емкости границы зерен C от частоты при различных Ub, В: 1 —0, 2 —1, 3 —3. C(, Ub), jdc и Ub = U0 - jdcd/(eµnn0).

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Теория переноса заряда в поликристаллических полупроводниках с глубокими примесными... Как и в [14], для вычисления интеграла в (28) вос- Fs = Ec(0) - kT ln(2ev0Nc0/ jdc) при eUb kT (см.

пользуемся приближением f (E - Fs)[1 - f (E - Fs)] соотношение (17) при 1). Численное значение = kT (E - Fs). Тогда параметра 0 можно определить, исследуя статическую электропроводность.

N(Fs)kT =, Из (30) можно также получить следующее соотношеns 2 + i ние для сечения захвата электрона на уровни ПС:

где N(Fs) — плотность ПС на квазиуровне Ферми.

e20(1 - 2)Pdc PHF - - (1 - 2)Pdc Из (25), (26) следует, что при 1 можно Sn =, (39) положить L1 = l10 -l, L2 = l20 -l, где l —действи- 2kT (1 - 2)C(0, Ub) - CHF(Ub) (PHF - ) тельная величина. Если при изменении Ub сохраняется где C(0, Ub) — емкость границы зерен при 1, число глубоких уровней, пересекающих квазиуровень 1.

Ферми F(x), то l не зависит от постоянного смещения.

Точность соотношений (38), (39) можно оценить, При Ub = 0 низкочастотная емкость границы зерен есть используя приведенные выше результаты численного C0 = 0/2(l0 - l). Отсюда имеем расчета jdc, G(, Ub) и C(, Ub). Такая оценка пока0 1 зывает, что при Ub < 3 В пренебрежение перезарядкой l = -, (33) 2 CHF(0) Cглубоких ловушек в объеме зерен приводит к заметной ошибке в определении N(Fs) и Sn. При Ub > 3В эта где CHF(0) = 0/2l0 — высокочастотная емкость граошибка несущественна, т. е. в (38), (39) можно положить ницы зерен при Ub = 0.

PHF = kT GHF(Ub)/(ejdc), = 0.

Полагая в (30) = 0, находим l10 - l Pdc = Заключение l10 + l20 - 2l eUb A1 eUb В данной работе развита наиболее полная теория cth - th, (34) статической и динамической электропроводности поли2kT 1 + A1 2kT кристаллических полупроводников, которая учитывает e2N(Fs) (l10 - l)(l20 - l) не только особенности переноса заряда через границы A1 =, (35) 0 l10 + l20 - 2l зерен, но и влияние на этот процесс глубоких ловушек где Pdc = kT Gdc(Ub)/ejdc; Gdc(Ub) — низкочастотная в объеме зерен. Приложение этой теории к спектроско( 1, 1) проводимость границы зерен.

пии межзеренных пограничных состояний дает весьма Обозначим простые соотношения, связывающие плотность ПС на квазиуровне Ферми и сечение захвата основных носиkT CHF(Ub) PHF = GHF(Ub) - GHF(0) - Gdc(0), 2 телей на уровни ПС с измеряемыми статическими и ejdc CHF(0) динамическими характеристиками электропроводности.

где GHF(Ub) — высокочастотная проводимость границы зерен, CHF(Ub) = 0/(l10 + l20) — высокочастотная Список литературы емкость границы зерен. При 1, 1 из (30) находим [1] J.Y.W. Seto. J. Appl. Phys., 46, 5247 (1975).

l10 eUb PHF = cth.

[2] C.H. Seager, T.G. Castner. J. Appl. Phys., 49, 3879 (1978).

l10 + l20 2kT [3] G.E. Pike, C.H. Seager. J. Appl. Phys., 50, 3414 (1979).

Последнее соотношение позволяет выразить l10 и l20 [4] Е.И. Гольдман, А.Г. Ждан. ФТП, 10, 1839 (1976).

через экспериментально определяемые величины:

[5] Е.И. Гольдман, А.Г. Ждан, В.Н. Неменущий. ФТП, 12, (1978).

0 eUb l10 = PHF th, (36) [6] N.C.C. Lu, L. Gergberg, C.Y. Lu, J.D. Meindl. IEEE Trans.

CHF(Ub) 2kT Electron. Dev., ED-30, 137 (1983).

[7] G.C. McGonigal, D.J.S. Thomson, J.G. Shaw, H.C. Gard. Phys.

0 eUb l20 = 1 - PHF th. (37) Rev. B, 28, 5908 (1983).

CHF(Ub) 2kT [8] S.N. Singh, R. Kishore, P.K. Singh. J. Appl. Phys., 57, Видно, что соотношения (34), (35) связывают плот(1985).

ность ПС на квазиуровне Ферми с экспериментально [9] C.H. Seager, G.E. Pike. Appl.Phys. Lett., 37, 747 (1980).

определяемыми величинами, т. е. являются искомыми [10] G.E. Pike. Phys. Rev. B, 30, 795 (1984).

соотношениями. При eUb kT из (33)–(37) находим [11] J. Werner, H. Strunk. J. Phys. C, 1, 89 (1982).

[12] G. Blatter, F. Greuter. Phys. Rev. B, 33, 3952 (1987).

CHF(Ub) PHF - - (1 - 2)Pdc [13] К.М. Дощанов. ФТП, 28, 692 (1994).

N(Fs) =, (38) e2 Pdc(PHF - )(1 - - PHF) [14] К.М. Дощанов. ФТП, 28, 1645 (1994).

-1 -1 [15] А. Милнс. Примеси с глубокими уровнями в полупрогде = CHF(Ub)[CHF(0) - C0 ]/2. Положеводниках (М., Мир. 1977) с. 44.

ние квазиуровня Ферми на границе зерен можРедактор Л.В. Шаронова но выразить через плотность стационарного тока:

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 696 К.М. Дощанов Theory of charge transport in polycrystalline semiconductors with deep impurities K.M. Doshchanov Physicotechnical Institute, Scientific-Production Union ”Physics–Sun”, Academy of Sciences of Uzbekistan, 700084 Tashkent, Uzbekistan

Abstract

Static and dynamic properties of the charge transport through electrically active grain boundaries in polycrystalline semiconductors with deep bulk impurities have been investigated. The admittance of a grain boundary is calculated as a function of frequency and applied dc voltage Ub. At Ub = 0 the admittance is controlled mainly by charge trapping at the grain boundary and in parvo by charge trapping at the deep bulk traps. The application of this theory to the spectroscopy of grain boundary interface states is considered.

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, №

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.