Contactless method of measuring charge carriers recombination parameters in semiconductors

Автори

The present study proposes the contactless optical method of measuring surface recombination rate (s) and diffusion length (L) of charge carriers. This method is based on analysis of dependence of excess thermal emission (TE) of semiconductor sample in long wavelength spectral range (hν < Eg) on the wavelength of excitation light in the range of fundamental absorption (hν > Eg). The procedure is tested on monocrystal silicon plate with different surface treatment that allows changing s from 400 tо 105 сm/s. The measurements are taken in 400–600 К temperature range. The results obtained correlate well with the classic method of photoconductivity spectral dependence and literary sources. The advantages of this new method are well-grounded by comparing it with existing ones.

Publication year: 
2009
Issue: 
6
УДК: 
621.315.592
С. 10—16, укр., Іл. 6. Бібліогр.: 22 назви.
References: 

1. Lauinger T., Schmidt J., Aberle A.G., Hezel R. Record low surface recombination velocities on 1 Ω⋅cm p-Si using remote plasma silicon nitride passivation // Appl. Phys. Lett. — 1996. — 68, N 9 (1232).
2. Baek D., Rouvimov S., Kim B. et al. Surface recombination velocity of silicon wafers by photoluminescence // Ibid. — 2005. — 86 (112110).
3. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов / Пер. с англ.; Под ред. Трутко. — М.: Энергия, 1973. — 656 с.
4. Ковтонюк Н.Ф., Концевой Ю.А. Измерение параметров полупроводниковых материалов. — М.: Металлургия, 1970. — 432 с.
5. Батавин В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. — М.: Радио и связь, 1985. — 264 с.
6. Harrick N.J. Lifetime Measurements of Excess Carriers in Semiconductors // J. Appl. Phys. — 1956. — 27 (12), N 1439.
7. Grivickas V., Linnos J., Vigelis A. et al. A study of carrier lifetime in silicon by laser-induced absorption: A perpendicular geometry measurement // Sol. St. Electron. — 1992. — 35, 299.
8. Ахметов Д.В., Фатеев Н.В. Инфракрасная томография времени жизни и диффузионной длины носителей заряда в слитках полупроводникового кремния // ФТП. — 2001. — 35, вып. 1. — С. 40—47.
9. Ramsa A.M., Jacobs H., Brand F.A. Microwave Techniques in Measurement of Lifetime in Germanium // J. Appl. Phys. — 1959. — 30 (1054).
10. Malyutenko V.K., Teslenko G.I. Determination of minority carrier lifetime by thermal emission method // Electron technology. — 1991. — 24, N 3/4. — P. 97.
11. Malyutenko V., Chyrchyk S. Surface recombination velocity in Si wafers by photoinduced thermal emission // Appl. Phys. Lett. — 2006. — 89 (051909).
12. Деклараційний патент на корисну модель 15589, Україна, МПК G01N 27/00. Безконтактний спосіб визначення рекомбінаційних параметрів в напівпровідниках при підвищених температурах / В.К. Малютенко, С.В. Чирчик. — 200512129; Заяв. 16.12.2005; Опубл. 17.03.2006, Бюл. № 7. — 4 с.
13. Malyutenko V.K. Thermal emission in semiconductors. Investigation and application // Infrared Phys. — 1991. — 32. — Р. 291—302.
14. Malyutenko V.K., Liptuga A.I., Teslenko G.I., Botte V.A. Thermal emission of semiconductors under nonequilibrium conditions // Ibid. — 1989. — 29. — Р. 693—700.
15. DeVore H.B. Spectral Distribution of Photoconductivity // Physical Review. — 1956. — 102. — Р. 86—91.
16. Петрусевич В.А. Определение некоторых параметров полупроводников из кривой спектрального распределения фотопроводимости // ФТТ. — 1961. — 3, вып. 4. — С. 1268—1271.
17. Субашиев В.К., Петрусевич В.А., Дубровский Г.Б. Определение рекомбинационных постоянных из кривой спектрального распределения фотопроводимости // Там же. — 1960. — 2, вып. 5. — С. 1022—1024.
18. Файнштейн С.М. Обработка поверхности полупроводниковых приборов. — М.: Наука, 1966.
19. Воскобойников В.В., Синица С.П. Омические контакты к кремнию // ПТЭ. — 1967. — № 4. — С. 247—248.
20. Jacoboni C., Canali C., Ottaviani G., Quaranta A.A. A Review of Some Charge Transport Properties of Silicon // Solid State Electron. — 1977. — 20. — Р. 77—89.
21. Macfarlane G.G., McLean T.P., Quarrington J.E., Roberts V. Fine Structure in the Absorption-Edge Spectrum of Si // Phys. Review. — 1958. — 111, N 5. — P. 1245—1254.
22. Rajkanan K., Singh R., Shewchun J. Absorption coefficient of silicon for solar sell // Solid State Electron. — 1979. — 22, N 9. — P. 793—796.

AttachmentSize
2009-6-2.pdf285.15 KB

Тематичні розділи журналу

,