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• W2036708878 abstract "The theory underlying a method for measuring carrier diffusion length based on the surface photovoltage is extended to include bulk trapping effects at low injection levels. This is done through recognizing that even in the presence of trapping when their lifetimes may differ, excess electrons and holes both diffuse in the bulk with the same characteristic length. The theory has been examined in terms of quasi-equilibrium conditions across the surface space charge layer; however, the method is expected to work under less restrictive conditions. As with no trapping, the method should yield the minority carrier diffusion length in extrinsic material for majority carrier trapping in general, but in the case of minority carrier trapping, only for moderate trapping. When strong minority carrier trapping occurs in slightly extrinsic material, the effective diffusion length, owing to trap-modified ambipolar diffusion in a Dember field, may be greater than the usual minority carrier diffusion length which obtains in the absence of trapping. A treatment of recombination statistics is included to illustrate how trapping effects may arise from the presence of deep-lying impurities such as gold in solicon. It also provides a basis for a detailed examination of the low injection-level assumptions used in simplifying the problem of trap-modified carrier diffusion in the bulk. It is shown, for example, that in extrinsic semiconductor, the usual assumptions that the excess carrier densities be much smaller than their equilibrium values need apply to majority carriers only. For minority carriers, the limitations are far less severe in most cases of practical interest, and depend on the characteristics of the trapping centers involved. La théorie fondamentale d'une méthode pour mesurer la longueur et la diffusion de porteur basée sur la phototension est étendue pour inclure les effets de trappe en masse et aux niveaux d'injection bas. Ceci est fait en reconnaissant que même en présence des trappes à des longevités différentes, les électrons excédents et les trous se diffusent dans la masse avec la même longueur caractéristique. La théorie a été examinée en termes des conditions de quasi-équilibre à travers la surface de la couche de charge d'espace; toutefois, la méthode est supposée fonctionner à des conditions moins rigoureuses. Comme sans trappes, la méthode produirait la longueur de diffusion de porteurs minoritaires dans le matériau extrinsèque pour la trappe des porteurs majoritaires en général, mais dans le cas de la trappe des porteurs minoritaires, l'action est modérée. Quand une forte trappe de porteurs minoritaires se produit dans un matériau légèrement extrinsèque, la longueur de diffusion efficace, due à une diffusion ambipolaire modifiée dans un champ Dember, peut être supérieure à la longueur habituelle obtenue en l'absence de trappe. Un traitement des statistiques de recombinaison est inclus pour illustrer comment les effets de trappe peuvent se produire en présence d'impuretés profondes telles que l'or dans le silicium. Il fournit aussi une base pour l'examen détaillé des hypothèses de niveaux d'injection bas employés pour simplifier les problèmes dans la diffusion de porteur en masse modifiée par les trappes. On démontre, par exemple, que dans un semiconducteur extrinsèque, les hypothèses habituelles que les densités des porteurs excédents sont beaucoup plus petites que leurs valeurs d'équilibre s'appliquent aux porteurs majoritaires seulement. Pour les porteurs minoritaires, les limites sont beaucoup moins rigoureuses dans la plupart des cas d'interêt pratique et dépendent des caractéristiques des centres de trappe inclus. Die zur Bestimmung der Trägerdiffusionslänge aus der Oberflächenphotospannung benutzte Theorie wurde ausgeweitet um bei geringer Injektion den Einfluss von Haftstellen im Kristallinneren berücksichtigen zu können. Dabei wurde die Tatsache ausgewertet, dass überschüssige Elektronen und Löcher auch bei unterschiedlicher Lebensdauer-aufgrund von Trapping-Vorgängen in den Haftstellen-im Volumen des Kristalls mit der gleichen charakteristischen Länge diffundieren. Die Theorie wurde unter Quasi-Gleichgewichtsbedingungen für die Raumladungszone an der Oberfläche geprüft. Es ist allerdings zu erwarten, dass sie auch noch unter weniger einschränkenden Bedingungen gültig ist. Wie im Fall fehlender Haftstellen-Effekte sollte die Methode die Diffusionslänge der Minoritätsträger in Extrinsic-Material liefern; und zwar allgemein bei einem Trapping der Majoritätsträger und bei kleinen Effekten auch bei Trapping von Minoritätsträgern. Werden diese in nur schwach dotierten Kristallen stark getrappt, dann kann die effektive Diffusionslänge infolge der modifizierten ambipolaren Diffusion im Demberfeld grösser sein, als die gewöhnliche Diffusionslänge der Minoritätsträger ohne Trapping-Effekte. Eine Behandlung der Rekombinationsstatistik ist eingeschlossen, um zu zeigen wie Trapping-Effekte aus der Gegenwart tiefer Störstellen, wie z.B. Gold in Silizium, resultieren. Sie dient auch als Grundlage für die Prüfung der zur Vereinfachung des Problems einer durch Trapping modifizierten Diffusion im Kristallinneren, gemachten Voraussetzungen über die geringe Injektion. Es wird beispielsweise gezeigt, dass in einem dotierten Halbleiter die gewöhnlich gemachte Annahme einer gegenüber den Gleichgewichtswerten sehr geringen Überschussträgerdichte nur für die Majoritätsträger erfüllt sein muss. Für die Minoritätsträger sind die Beschränkungen in den meisten praktisch interessanten Fällen wesentlich unkritischer und hängen ab von den charakteristischen Eigenschaften der wirksamen Haftstellen." @default.
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