Experimental investigations of the dependence of the lifetime of the optically generated minority carriers in n-type silicon on the intensity of its illumination

• Autorzy: Bychto L. , Maliński M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.08.09

Warianty tytułu

PL

Badania eksperymentalne zależności czasu życia optycznie generowanych nośników mniejszościowych w krzemie typu n od natężenia światła

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents experimental and theoretical dependences of the lifetime of minority carriers in n-type silicon on the intensity of its illumination. The experimental characteristics have been interpreted theoretically in the frame of Shockley Read Hall (SRH) statistics. The lifetimes of minority carriers for a low intensity of illumination were measured with the Surface Photovoltage (SPV) method while for the high intensity a Modulated Free Carrier Absorption (MFCA) method was applied. The obtained results clearly show that the experimentally obtained lifetimes of carriers can be compared only for the same conditions of illumination of the sample.

PL

Praca przedstawia doświadczalne i teoretyczne zależności czasu życia nośników mniejszościowych w krzemie typu n od natężenia światła. Charakterystyki doświadczalne zostały zinterpretowane teoretycznie w modelu Shockley Read Hall (SRH). Czasy życia nośników dla małych natężeń światła oświetlajacch próbkębyły mierzone metodą SPV podczas gdy dla dużych natężeń światła wykorzystano metodę Modulacji Absorpcji Światła na Swobodnych Nośnikach (MFCA). Uzyskane rezutaty jasno pokazują, że czasy życia uzyskane eksperymentalnie mogą być porównywane tylko dla tych samych warunków oświetlanie próbek.

Słowa kluczowe

EN

carrier lifetime; SPV; MFCA; intensity of light

PL

czas życia nośników; SPV; MFCA; natężenie światła

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 8
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Bychto L.

• Koszalin University of Technology, Faculty of Electronics and Computer Science, 2 Śniadeckich St, 75-435 Koszalin, Poland

autor

Maliński M.

• Koszalin University of Technology, Faculty of Electronics and Computer Science, 2 Śniadeckich St, 75-435 Koszalin, Poland

Bibliografia

• [1] Baek D.H., Kim S.B., Schroder D.K., Epitaxial silicon minority carrier diffusion length by photoluminescence, J. Appl. Phys. 104 (2008), 0545503
• [2] Arafat Y., Mohammedy F.M., Hassan M.M.S., Optical and other measurement techniques of carrier lifetime in semiconductors, Int. J. of Optoelectronic Engineering 2(2) (2012), 5-11
• [3] Bychto L., Maliński M., Influence of light intensity on the lifetime of carriers in silicon investigated by a photoacoustic method, Opto-Electron. Rev. 24(2) (2016), 58-61
• [4] Shen Q., Toyoda T., Photoacoustic characterization of thermal and electronic transport properties of CdInGaS4 in a transmission detection configuration, Jpn. J. Appl. Phys. 39 (2000), 3164-3168
• [5] Pawlak M., Maliński M., Influence of the Ar+8 and O+6 ion implantation on the recombination parameters of p and n type implanted Si samples investigated by means of the photothermal infrared radiometry, Infra. Phys. Techn. 63 (2014), 604-608
• [6] Pawlak M., Maliński M., Minority carrier recombination lifetimes in n-type CdMgSe mixed crystals measured by means of the photothermal infrared radiometry, Opto-Electron. Rev. 22 (2014), 31-35
• [7] Glunz S.W., Warta W., High resolution lifetime mapping using modulated free-carrier absorption, J. Appl. Phys. 77 (7) (1995), 3243-3247
• [8] Zhang X., Li B., Gao C., Analysis of free carrier absorption measurements of electric transport properties of silicon wafers, Eu. Phys. J. Spec. Top. 153 (2008), 279-281
• [9] Macdonald D., Cuevas A., Validity of simplified Shockley-Read-Hall statistics for modeling carrier lifetimes in crystalline silicon, Phys. Rev. B 67 (2003), 075203
• [10] Rein S., Lifetime spectroscopy: a method of defect characterization in silicon for photovoltaic applications, Springer Science & Business Media, Berlin, (2006),41-50
• [11] Rahman M.Z., Modeling Minority Carrier’s Recombination Lifetime of p-Si Solar Cell, Int. J. Renew. Energy Res., 2 (2012), 117-122
• [12] Rahman M.Z., Alam M.J., Bulk recombination lifetime of minority carrier in compensated p-Si solar cell, Int. J. Renew. Energy Res. 3(4) (2013), 980-983
• [13] Murphy J.D., McGuire R.E., Bithe K., Voronkov V.V., Falster R.J., Minority carrier lifetime in silicon photovoltaics: The effect of oxygen precipitation, Sol. Energ. Mat. Sol. Cells 120 (2014), 402-411
• [14] Murphy J.D., Al-Amin M., Bothe K., Olmo M., Voronkov V.V., Falster R.J., The effect of oxide precipitates on minority carrier lifetime in n-type silicon, J. Appl. Phys. 118 (2015), 215706
• [15] Macdonald D.H., Geerlings L.J., Azzizi A., Iron detection in crystalline silicon by carrier lifetime measurements for arbitrary injection and doping, J. Appl. Phys. 95(3) (2004), 1021
• [16] Goodman A.M., A method for the measurement of short minority carrier diffusion lengths in semiconductors, J. Appl. Phys., vol. 32 (1961), 2550-2552
• [17] ANSIIASTM F391-78, Annual Book of ASTM Standards, part 43, Electronics, Philadelphia: Amer. Soc. for Testing and Materials (1979)
• [18] Lagowski J., Edelman P., Dexter M. and Henley W., Non-contact mapping of heavy metal contamination for silicon IC fabrication, Semicond. Sci. Technol., 7(1A) (1992), 185-192

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).