SU794566A1 - Surface recombination rate measuring method - Google Patents

Surface recombination rate measuring method Download PDF

Info

Publication number
SU794566A1
SU794566A1 SU782639851A SU2639851A SU794566A1 SU 794566 A1 SU794566 A1 SU 794566A1 SU 782639851 A SU782639851 A SU 782639851A SU 2639851 A SU2639851 A SU 2639851A SU 794566 A1 SU794566 A1 SU 794566A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sample
electric field
surface recombination
measuring method
rate measuring
Prior art date
Application number
SU782639851A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Константинович Малютенко
Виктор Иосифович Пипа
Сергей Семенович Болгов
Владимир Иванович Чайкин
Original Assignee
Институт Полупроводников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Полупроводников filed Critical Институт Полупроводников
Priority to SU782639851A priority Critical patent/SU794566A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU794566A1 publication Critical patent/SU794566A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

разца от величины напр женности электрического пол  одной пол рности в посто нном магнитном поле. Кроме того, он включает измерение амплитудного значени  сигнала фотолюминесценции при отсутствии электрического и магнитного полей и вычисление скорости поверхностной рекомбинации неравновесных носителей зар да на освещаемой поверхности образца по формуле 3.the magnitude of the electric field strength of one polarity in a constant magnetic field. In addition, it includes measuring the amplitude value of the photoluminescence signal in the absence of electric and magnetic fields and calculating the surface recombination rate of nonequilibrium charge carriers on the illuminated surface of the sample using formula 3.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что он также не позвол ет измер ть скорость поверхностной рекомбинации на противоположных поверхност х образца в едином цикле измерений, и дл  выполнени  этих измерений необходимо производить перечисленные операции дважды (дл  одной и другой поверхности).The disadvantage of this method is that it also does not allow measuring the surface recombination rate on opposite surfaces of the sample in a single measurement cycle, and for performing these measurements it is necessary to perform the above operations twice (for one and the other surface).

Целью изобретени   вл етс  упрощение способа измерени  и обеспечение возможности измерени  параметра на обеих поверхност х образца в едином цикле.The aim of the invention is to simplify the measurement method and make it possible to measure a parameter on both surfaces of the sample in a single cycle.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему изготовление омических контактов к образцу, установку образца в магнитном поле, создание в нем электрического пол  мен ющейс  напр женности , причем направление векторного произведени  электрического и магнитного полей перпендикул рно поверхности исследуемого образца, фокусировку рекомбинационного излучени  и возбуждающего света с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны, измерение зависимости сигнала фотолюминесценции с освещаемой поверхности образца от величины напр женности электрического пол  одной пол рности в посто нном магнитном поле, дополнительно чередуют пол рность электрического пол , измер ют указанную зависимость одновременно с неосвещаемой поверхности образца, регистрируют значени  напр женностей электрических полей, соответствующих максимальным значени м сигналов люминесценции, и вычисл ют параметр по формуле:The goal is achieved in that according to the method, which includes making ohmic contacts to a sample, placing the sample in a magnetic field, creating an electric field strength in it, the vector product of the electric and magnetic fields being perpendicular to the sample surface, focusing the recombination radiation and excitation light with energy exceeding the width of the forbidden band, measuring the dependence of the photoluminescence signal from the illuminated surface and on the magnitude of the electric field strength of one polarity in a constant magnetic field, the polarity of the electric field is additionally alternated, the indicated dependence is measured simultaneously with the unlit surface of the sample, the electric field strengths corresponding to the maximum values of the luminescence signals are recorded, and parameter by the formula:

s.ys.y

Тмакс /(«)Tmax / (")

е G - безразмерна  генераци  неравновесных пар носителей; 7макс - безразмерное поле, соответствующее максимальным значени м сигналов фотолюминесценции;e G - dimensionless generation of nonequilibrium carrier pairs; 7max - a dimensionless field corresponding to the maximum values of the photoluminescence signals;

Р - квантовый выход; F(a) - функци , завис ща  от у; S- - безразмерна  скорость поверхностной рекомбинации на освещаемой поверхности; S+ - безразмерна  скорость поверхностной рекомбинации на неосвещаемой поверхности.P - quantum yield; F (a) is a function depending on y; S- is the dimensionless rate of surface recombination on the illuminated surface; S + is the dimensionless rate of surface recombination on an unlighted surface.

Указанные величины св заны следующими соотношени ми:These values are related to the following ratios:

F(a) J (a)F (a) J (a)

|1/2 У| 1/2 Y

)./(a)PJ) ./ (a) PJ

г g

(-ITTTV(-ITTTV

ооoo

Eg /rf(2.gr- kT I cn№ r т„ + тр1  Eg /rf(2.gr- kT I cn№ r t „+ pp1

9V;,d9V;, d

E.HTmax -E.HTmax -

2ckT2ckT

G -,G -,

D-N D-N

20 где g- -размерна  скорость генерации20 where g- is the size of the generation rate

неравновесных пар; т„, Шр - эффективна  масса электронов иnonequilibrium pairs; t „, Sch - effective mass of electrons and

дырок соответственно; /I - посто нна  Планка; 25с - скорость света;holes, respectively; / I is Planck's constant; 25s - the speed of light;

k - коэффициент Больцмана; Y - безразмерное поле; - подвижность электронов; D - коэффициент бипол рной диф30фузии;k is the Boltzmann coefficient; Y is a dimensionless field; - electron mobility; D is the bipolar diffusion coefficient;

п- показатель преломлени  материала; Eg - ширина запрещенной зоны;n is the refractive index of the material; Eg - the width of the forbidden zone;

Г -температура; 35Е - напр женность электрическогоG-temperature; 35E - electric intensity

пол ;floor;

Л - концентраци  нескомпенсированных примесей;L is the concentration of uncompensated impurities;

5-размерна  скорость поверхност40ной рекомбинации;5-dimensional rate of surface recombination;

Я - напр женность магнитного пол ; q - зар д электрона; L -диффузионна  длина; d - толщина образца.I am the intensity of the magnetic field; q is the electron charge; L is the diffusion length; d is the sample thickness.

45 На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа. Схема содержит исследуемый образец 1, снабженный омическими контактами и выводами, полюса 2 электромагнита, источник 3 возбуждающего света, фокусирующие линзы 4 и 5, приемник 6 сигнала фотолюминесценции.45 The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method. The scheme contains the sample under study 1, equipped with ohmic contacts and leads, electromagnet pole 2, excitation light source 3, focusing lenses 4 and 5, photoluminescence signal receiver 6.

Последовательность операций при осуществлении данного способа следующа .The sequence of operations in the implementation of this method is as follows.

Исследуемый образец 1, снабженный 55 омическими контактами и выводами, с помощью которых в нем создаетс  электрическое поле, помещаетс  между полюсами 2 электромагнита, причем направление векторного произведени  электрического и 60 магнитного полей перпендикул рно поверхности образца 1. Возбуждающий свет от источника 3 попадает на поверхность образца через фокусирующую линзу 4. Излучение от поверхностей (освещаемой и не65 освещаемой) фокусируетс  линзами 5 иThe test sample 1, equipped with 55 ohmic contacts and leads, by means of which an electric field is created in it, is placed between the poles 2 of the electromagnet, and the direction of the vector product of the electric and 60 magnetic fields perpendicular to the surface of the sample 1. The exciting light from the source 3 hits the sample surface through the focusing lens 4. Radiation from surfaces (illuminated and non-illuminated) is focused by lenses 5 and

регистрируетс  приемниками 6 сигналов фотолюминесценции.recorded by receivers 6 photoluminescence signals.

В полупроводниковой пластине, помещенной в скрещенные электрическое и магнитное пол , под действием возбуждающего света возникают неравновесные пары электрон-дырка, на которые действует сила Лоренца. Б зависимости от направлени  силы Лоренца, которое в данном способе измен етс  за счет приложени  электрического пол  чередующейс  пол рности, замедл етс  или ускор етс  поток неравновесных носителей в объем образца с поверхности . В результате в том случае, когда неравновесные пары электрон-дырка аккумулируютс  вблизи освещаемой поверхности , самопоглощение рекомбинационного излучени  падает, а значит интенсивность сигнала фотолюминесценции с освещаемой поверхности образца растет с увеличением напр женности электрического пол  цри посто нной величине напр женности магнитного пол . При некоторой величине напр женности электрического пол  наблюдаетс  максимум сигнала фотолюминесценции . Когда мен етс  пол рность электрического пол , происходит концентраци  неравновесных пар вблизи неосвещаемой поверхности образца и наблюдаетс  аналогична  зависимость сигнала фотолюминесценции с неосвещаемой поверхности образца. По указанным зависимост м сигналов фотолюминесценции от напр женности электрического пол  определ ют скорость поверхностной рекомбинации на освещаемой и неосвещаемой поверхност х образца.In a semiconductor wafer placed in a crossed electric and magnetic field, under the action of exciting light, nonequilibrium electron-hole pairs are produced, which are affected by the Lorentz force. Depending on the direction of the Lorentz force, which in this method changes due to the application of an alternating polar electric field, the flow of non-equilibrium carriers slows down or accelerates into the sample from the surface. As a result, in the case when nonequilibrium electron-hole pairs accumulate near the illuminated surface, the self-absorption of recombination radiation decreases, and therefore the intensity of the photoluminescence signal from the illuminated surface of the sample increases with increasing electric field strength. At a certain intensity of the electric field, the maximum of the photoluminescence signal is observed. When the polarity of the electric field changes, the concentration of non-equilibrium pairs occurs near the unlighted surface of the sample and a similar dependence of the photoluminescence signal from the unlighted surface of the sample is observed. From the indicated dependences of the photoluminescence signals on the intensity of the electric field, the rate of surface recombination on the illuminated and unlit surfaces of the sample is determined.

Благодар  измерению зависимости сигнала фотолюминесценции от величины напр женности электрического пол  одновременно с освещаемой и неосвещаемой поверхностей образца, что достигаетс  чередованием пол рности электрического пол  и использованием двух приемников сигналов фотолюминесценции, упрощаетс  способ измерений и по вл етс  возможность измерени  интересующего параметра на обеих поверхност х образца в едином цикле , когда исключаетс  необходимость переворачивать образец.By measuring the dependence of the photoluminescence signal on the strength of the electric field simultaneously with the illuminated and unlit surfaces of the sample, which is achieved by alternating the polarity of the electric field and using two receivers of photoluminescence signals, the measurement method is simplified and it becomes possible to measure the parameter of interest on both surfaces of the sample a single cycle when the need to turn the sample is eliminated.

Claims (3)

1.Петрусевич В. А. Физика твердого тела . 1961, Т. 3, вып. 6, с. 1268.1. Petrusevich V. А. Physics of a solid body. 1961, T. 3, no. 6, s. 1268. 2.Пека Г. П. и др. Определение рекомбинационных параметров полупроводников2.Peka G. P. et al. Determination of the recombination parameters of semiconductors из спектров возбуждени  фотолюминесценции . 1975, т. 9, вып. 10, с. 1920-1924.from photoluminescence excitation spectra. 1975, v. 9, no. 10, s. 1920-1924. 3.Патент ГДР № 84687, кл. 21е 31/26, 1971 (прототип).3. Patent of the GDR No. 84687, cl. 21e 31/26, 1971 (prototype).
SU782639851A 1978-05-03 1978-05-03 Surface recombination rate measuring method SU794566A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782639851A SU794566A1 (en) 1978-05-03 1978-05-03 Surface recombination rate measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782639851A SU794566A1 (en) 1978-05-03 1978-05-03 Surface recombination rate measuring method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU794566A1 true SU794566A1 (en) 1981-01-07

Family

ID=20774966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782639851A SU794566A1 (en) 1978-05-03 1978-05-03 Surface recombination rate measuring method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU794566A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU794566A1 (en) Surface recombination rate measuring method
Hörber et al. Time‐resolved measurements of fluorescence from reaction centres of Rhodopseudomonas sphaeroides R26. 1
US6653850B2 (en) Surface passivation method and arrangement for measuring the lifetime of minority carriers in semiconductors
Oroshnik et al. Quantitative photovoltaic evaluation of the resistivity homogeneity of germanium single crystals
Lee et al. The optically detected magnetic resonance of dangling bonds at the Si/SiO2 interface
Walsh et al. Thermoluminescence and phosphorescence in natural and synthetic semiconducting diamond
SU915662A1 (en) Method for measuring rate of surface recombination of semiconductors
SU834629A1 (en) Magnetic field induction measuring method
SU867239A1 (en) Method of determining deep impurity concentration in semiconductors
Yariv et al. Radiation damping effects in two level maser oscillators
SU1712909A1 (en) Photoelectric magnetosensitive detector
PL176712B1 (en) Method of determining life time of electric charge carriers in semiconductors
SU1383239A1 (en) Method of determining magnetic moment of ferromagnetic particles in liquid
SU1419425A1 (en) Method of determining impurity parameters in semiconductors
SU940094A2 (en) Device for measuring energy losses for ferromagnetic material rotational reversal of magnetization
SU799050A1 (en) Method of determining surface recombination rate
SU983600A1 (en) Magnetic field topography method
SU364891A1 (en) EYUZNA I
SU115910A1 (en) The method of geophysical exploration of ore minerals
SU67549A1 (en) Device for measuring magnetic and electrical quantities
SU127334A1 (en) Method for measuring diffusion length of current carriers in germanium and silicon ingots
SU546024A1 (en) Device for measuring electron beam current
SU363056A1 (en) ALL-UNION
SU817808A1 (en) Method of determining effective mass of carriers in semiconductors and semimetals
SU373668A1 (en) AN SSSM. Cl. G 01g 33 / 02УДК 621.317.42 (088.8)