Кинетика ударной ионизации мелких примесных центров и экситонов в германии

• Автор: Аснина, Жанна Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 129 c. : ил

Глава I Ударная ионизация мелких примесных центров и экситонов в полупроводниках (обзор литературы)

§ 1.1 Мелкие водородоподобные образования в полупроводниках

§ 1.2. Ударная ионизация мелких примесных центров в германии

5 1.3. Ударная ионизация экситонов в полупроводниках

§ 1.4. Кинетические коэффициенты

§ 1.5 Оптоэлектронные приборы, работающие на основе примесного пробоя

Глава I Методика эксперимента

§ '2.1 Технология изготовления образцов

§ 2.2 Обоснование экспериментальной методики

§ 2.3 Экспериментальная установка

Глава 3 Кинетика ударной ионизации мелких примесных

центров в германии
§ 3.1 Метод исследования кинетики примесного пробоя фотовозбуждениого германия
§ 3.2 Коэффициент ударной ионизации мелких цри-месных центров
§ 3.3 Коэффициент захвата носителей заряда на примесные центры
§ 3.4 Малосигнальный метод изучения кинетики примесного пробоя
Глава 4 Кинетика ударной ионизации экситонов в германии
§ 4.1 Гешение уравнений кинетики

§ 4.2 Методика определения концентрации экси-ТОНОБ
§ 4.3 Коэффициент ударной ионизации экситонов . £2,
§ 4.4 Коэффициент связывания электронов и
дырок в экситон
§ 4.5 Ударная ионизация экситонов в магнитном поле
Глава 5 Кинетический режим усиления фототока при примесном пробое в полупроводниках
§ 5.1 Зависимость кинетики развития примесного пробоя от уровня фотовозбуждения
§ 5.2 Коэффициент усиления фототока в кинетическом режиме при примесном пробое
§ 5.3 Экспериментальная реализация кинетического режима, усиления фототока
Заключение
Литература

ВВВДЕНИЕ
Интенсивное развитие оптоэлектроники, происходящее в настоящее время, требует более полного понимания свойств носителей заряда в полупроводниках в условиях, когда их температура выше температуры кристаллической решетки. Особенности поведения электронов и дырок, разогреваемых электрическим полем, в значительной степени определяют характеристики целого ряда полупроводниковых приборов. Среди них: низкотемпературные фотосопротивления, работающие как в линейном, так и в нелинейном режиме, обусловленном лавинным фотоумножением носителей в условиях, нацример, примесного пробоя; полупроводниковые счетчики ядерного излучения; лавинные фотодиоды и др. Учет разогрева, неравновесных носителей заряда и экситонов, который возникает при интенсивном возбуждении полупроводников светом с энергией кванта, большей ширины запрещенной зоны, важен при анализе свойств устройств, работа которых основана, на явлении оптической бистабильности полупроводниковых кристаллов.
Я числу наиболее важных характеристик, определяющих поведение горячих носителей заряда, относятся кинетические коэффициенты связывания (или захвата) и ударной ионизации. Первый из них характеризует темп захвата носителей в непроводящее состояние - на примесный центр в легированном полупроводнике или в эк-ситон в оптически возбужденном кристалле. Второй определяет скорость генерации свободных носителей в греющем электрическом поле за счет ударной ионизации связанных состояний. Хотя рекомбинационно-генерационные процессы в электрическом поле в легированных полупроводниках интенсивно изучаются уже на протяжении тридцати лет, в последние годы сильно возрос интерес к экспери-
- 4д-ГЛАБА
КИНЕТИКА УДАРНОЙ ИОНИЗАЦИИ МЕЛКИХ ПРИМЕСНЫХ ЦЕНТРОВ В ГЕРМАНИИ
В этой главе развита рассмотренная в § 2.2 методика изучения кинетики примесного пробоя. С ее помощью проведено подробное исследование кинетики тока ударной ионизации мелких доноров и акцепторов в & , в результате анализа которой экспериментально определены коэффициенты ударной ионизации и захвата носителей тока на примесные центры.
§ 3.1. Метод исследования кинетики,примесного пробоя Фотовозбужденного германия.
Как показано в § 2.2, при фотовозбуждении полупроводника кинетика тока пробоя отражает кинетику ударной ионизации примесных центров, что позволяет использовать этот метод для изучения примесного пробоя. Преимуществом этого метода в случае межзонного фотовозбуждения является также "залечиваниен светом начальной компенсации мелких примесных центров, которое обусловлено тем, что при гелиевых температурах в германки время жизни носителей заряда, захваченных на примесные центры, много больше всех остальных характерных времен в системе. Это позволяет изучать ударную ионизацию в условиях, близких к "идеальным**, когда разогрев носителей тока в электрическом поле определяется только электрон-фононным взаимодействием, что обычно предполагается при теоретическом рассмотрении ударной ионизации (см.
§ 1.4). В дальнейшем мы будем предполагать, что компенсация отсутствует.
Рассмотрим уравнения?--кинетики, описывающие ударную иониза-