Obiectiv: Determinarea lungimii de difuzie și a duratei de viață a transportatorilor de taxe minoritare. Definiția lungimii de difuzie se bazează pe măsurarea distribuției spațiale a concentrației purtătorilor de neechilibru excitați de lumină.
Măsurătorile se efectuează pe probe de siliciu cu o concentrație de dopant suficient de scăzută la temperatura camerei.
Lungimea de difuzare a purtătorilor de taxe minoritare.
Există un semiconductor de tip n de conductivitate (n0 >> p0), a cărui grosime este mult mai mică decât lungimea sa. O parte a eșantionului (-l
Fig.1. Reprezentarea schematică a eșantionului măsurat
Cele mai slabe câmpuri electrice, starea np și distribuția de densitate purtătoare exces cvasi-neutralitate poate fi găsit prin rezolvarea ecuațiilor de difuzie bipolare. În starea staționară (dp / dt = 0) pentru regiunea semiconductoră neuniformă a conductivității de tip n, avem:
Astfel, în zona de umbra pe fiecare parte a eșantionului, concentrația de purtători de sarcină în exces zona iluminată scade exponențial cu L1 și L2 constantă cădere. În absența unui câmp electric (LE = 0), atunci când difuza doar purtătoarele de încărcare, scăderea exponențială a concentrației purtătoare este determinată numai de valoarea LD = (Dp ) 1/2. care se numește lungimea de difuzie a purtătorilor de sarcină minoritară (în cazul în cauză, găuri). Lungimea de difuzie este distanța medie pe care suporturile de încărcare se deplasează sub influența difuziei pe întreaga durată de viață, adică până la momentul recombinării.
Atunci când un câmp electric cu o intensitate E constantele L1 și L2 sunt diferiți din dezintegrarea lungimii LD difuzie, și în funcție de direcția câmpului electric poate fi mai mult sau mai puțin LD.
În
Figura 2. Distribuția purtătorilor de neechilibru de-a lungul eșantionului
Pentru a determina lungimea de difuzie a LD, este necesară măsurarea distribuției concentrației purtătorilor de încărcătură de echilibru de-a lungul unui eșantion de semiconductori. Cu toate acestea, nu se poate măsura concentrația excesului de n (x) sau p (x). dar unele sunt proporționale cu aceasta, adică să efectueze măsurători relative ale concentrației în exces. Pentru a face acest lucru, puteți folosi un contact de rectificare, care este o joncțiune p-n cu dimensiunile Lk < Pentru a izola porțiunea din colectorul de curent, care este obligat să vină în jos până când transportatorii neechilibru aplică modulate în timp (impulsuri) de iluminat din materiale semiconductoare. Durata și frecvența de repetiție a impulsului este aleasă astfel încât concentrația de purtători de neechilibru atins, în primul rând, valoarea starea de echilibru în timpul lumina pulsului și, în al doilea rând, timpul să scadă la zero, în intervalul dintre două impulsuri adiacente. Ambele aceste condiții sunt îndeplinite, în cazul în care durata impulsului și intervalul dintre două pulsații succesive este de câteva ori mai mare decât durata de viață medie a purtătorilor minoritari în semiconductor. După o durată experimentală a impulsului de selecție și perioada de repetare este posibilă măsurarea amplitudinii părții modulata a curentului prin contactul colector (adică, amplitudinea tensiunii de conectat în serie cu p-n tranziție a rezistenței de măsurare Rizm). Raționamentul privind distribuția neechilibru purtători de sarcină în afara regiunii iluminate a eșantionului poate fi obținută prin măsurarea dependența tensiunii de impuls amplitudine RizmU distanță rezistență colector Mezhuyev p-n joncțiune și marginea regiunii x iluminate. Tensiunea măsurată U este proporțională cu concentrația purtătorilor de sarcină fără echilibru în apropierea contactului colector. Din ecuațiile (6) și (8) cu E = 0 rezultă căArticole similare