2.2. Определение времени жизни:

При нормальной регулировке должна быть получена плавная кривая экспоненциального спада концентрации неравновесных носителей заряда от времени:

Рис.3. Примерный вид сигнала на экране осциллографа.

Продолжительность жизни рассчитывается следующим образом:

- На графике определяют тот уровень по оси ОУ где экспонента выполаживается на постоянный( горизонтальный ) уровень. Его значение принимаем за нулевой отсчет.

- Относительно этого нулевого уровня отмечают точку на графике, где амплитуда по оси ОУ будет около 4 делений по оси ОУ ( U₁ ). Опустив перпендикуляр на ось ОХ находят соответствующее этой точке время T₁.

- Находят значение напряжения U₂=U₁/e=U₁/2.718. Определяют ту точку на графике, расстояние по оси OY от нулевого уровня до которой равно U₂. Опустив из нее перпендикуляр на ось ОХ, находят время T₂.

- Рассчитывают время жизни неравновесных носителей заряда для данного образца:

= T₂-T₁

(при расчете времени обязательно необходимо учитывать выбранный масштаб графика).

В некоторых случаях получаемая зависимость отличается от экспоненциального закона. Это может быть в результате наложения следующих факторов:

1. Влияние поверхностной рекомбинации.

В этом случае форма графика похожа на представленную ниже, рис. 4:

Рис.4. Влияние поверхностной рекомбинации

Эффект может быть уменьшен применением кремниевого фильтра на пути распространения светового импульса.

2. Влияние захвата носителей заряда ловушками.

В этом случае искажение экспоненциальной кривой может принимать следующий вид:

Рис.5. Влияние захвата носителей заряда ловушками.

Этот эффект может быть устранен освещением образца слабой дополнительной постоянной подсветкой.

3. Влияние чрезмерно сильных световых импульсов.

Когда вспышки слишком ярки, начало кривой распада может быть урезано. В этом случае можно использовать кремниевый фильтр, уменьшить напряжение накачки лампы-вспышки или уменьшить ирисовой диафрагмой сечение светового пучка.

Рис.6. Эффект влияния чрезмерно сильных световых импульсов.

4. Влияние чрезмерно высокого напряжения накачки световой лампы.

В этом случае наблюдается тот же самый эффект, как в случае чрезмерной яркости. Искажение может быть исправлено регулировкой выходного напряжения высоковольтного генератора.

Контрольные вопросы:

1. Что такое неравновесные носители заряда в п/п. Как они влияют на прохождение электрического тока через образец.

2.Охарактеризуйте возможные механизмы генерации и рекомбинации неравновесных носителей заряда в п/п.

3. Назовите основные параметры неравновесных носителей заряда.

4. В чем заключается используемый метод измерения времени жизни неравновесных носителей заряда.

Литература.

1. Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1975.

2. Фистуль В. И. Введение в физику полупроводников. М. Высшая школа. 1984.

3. Прибор для измерения времени жизни неравновесных носителей заряда ”Lifetime Measurement Equipment Type LM-1A”. Руководство по эксплуатации.