Analiza błędu wartości parametrów centrów defektowych wyznaczanych metodą niestacjonarnej spektroskopii fotoprądowej PITS

• Autorzy: Pawłowski M. , Suproniuk M.

Warianty tytułu

EN

Error analysis of the parameters of the defekt centres determined by the photoinduced transient spectroscopy PITS

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest analiza błędu wartości parametrów centrów defektowych w wysokorezystywnych materiałach półprzewodnikowych badanych metodą niestacjonarnej spektroskopii fotoprądowej (PITS). Otrzymane wyniki wskazują, że występuje przesunięcie przebiegu linii grzbietowych fałd na korelacyjnej powierzchni widmowej w porównaniu z przebiegiem linii grzbietowych fałd na powierzchni widmowej otrzymanej metodą odwrotnego przekształcenia Laplace'a związanych z termiczną emisję nośników ładunku z tych samych centrów defektowych. Stwierdzono, że przesunięcie to jest wynikiem przyjęcia uproszczonego modelu opisującego relaksację fotoprądu w metodzie korelacyjnej i powoduje obliczenie błędnych wartości parametrów centrów defektowych tą metodą. Zaproponowano metodę zmniejszenia tego błędu polegającą na korekcji temperaturowej zależności amplitudy eksperymentalnych przebiegów fotoprądu do postaci zgodnej z przyjętym uproszczonym modelem. Metodę zilustrowano korekcją relaksacyjnych przebiegów fotoprądu zarejestrowanych dla centrum A (kompleksu luka-tlen), występującego w próbkach FZ Si napromieniowanych neutronami.

EN

The error in the parameters of the defect centers calculated with a correlation method using the photoinduced transient spectroscopy (PITS) is discussed. The obtained results indicate that an inadequate photocurrent relaxation model causes a shift of the fold ridgeline on the spectral surface obtained using the correlation method towards lower temperatures when compared with the shift obtained using the inverse Laplace transformation. This shift introduces errors in the calculation of the parameters of the defect centers. The method for minimizing the error in the parameters of the defect center, consisting in correcting temperature dependence of the photocurrent transient amplitude so that it is consistent with the simple model, is proposed. The analysis is supplemented with the calculation of the parameters of the defect centers with the new correction method for the centre A (a vacancy-oxygen complex) in neutron- irradiated silicon.

Słowa kluczowe

PL

PITS; centrum defektowe; półprzewodnik wysokorezystywny; adekwatność modelu

EN

PITS; defect center; semi-insulating material; model adequacy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 40, nr 2
• Strony: 17--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Pawłowski M.

autor

Suproniuk M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49,

Bibliografia

• [1] Hurtes Ch., Boulou M., Mitonneau A., Bois D.: Deep-level spectroscopy in high-resistyvity materials, Appl. Phys. Lett., 32 (12), (1978) 821-823
• [2] Fairman R.D., Morin F.J., Oliver J.R.: The influence of semi-insulating substrates on the electrical properties of high-purity GaAs buffer layers grown by vapour-phase epitaxy, Ins. Phys. Conf. Ser. No. 45: Chapter 2, (1979) 134-143
• [3] Kamiński P., Pawłowski M., Kozłowski R., Ćwirko R., Palczewska M.: High resolution PITS studiem of deep-level defects in semi-insulating GaAs and InP, Solid State Crystals-Materials Science and Applications, Proceedings SPIE, 3178, (1997) 246-250
• [4] Yasutake K., Kakiuchi H,, Takeuchi A., Yoshii K., Kawabe H.: Deep-level characterization in semi-insulating GaAs by photo-induced current and Hall effect transient spectroscopy, J. Mat. Science: Materials in Electronics, 8, (1997) 239-345
• [5] Lang D.V.: Deep-level transient spectroscopy: A New method to characterize traps in semiconductors; J. Appl. Phys., 45 (7), (1974) 3023-3032
• [6] Look D. C.: The electrical and photoelectronic properties of semi-insulating GaAs. Semiconductors and Semimetals, 19, Academic Press, (1983) 76-170
• [7] Pawłowski M., Kamiński P., Kozłowski R., Miczuga M.: Laplace transform photo-induced transie nt spectroscopy: new powerful tool for defect characterisation in semi-Insulating materials, Proceedings SPIE, Crystaline Materials for Optoelectronics, 5136, (2003), 59-65
• [8] Dobaczewski L., Peaker A.R., Bonde Nielsen K.: Laplace-transform deep-level spectroscopy: The technique and its application to study of point defects in semicinductors, J. Appl. Phys. 96, (9), (2004), 4689–4728
• [9] Pawłowski M.: Extraction of deep trap parameters from photocurrent transients by two-dimensional spectral analysis, Solid State Electronics, 46, (2002), 1879-1885
• [10] Pawłowski M., Kamiński P., Kozłowski R., Kozubal M., Żelazko J.: Obrazowanie struktury defektowej kryształów półizolującego GaAs poprzez analizę relaksacyjnych przebiegów fotoprądu z zastosowaniem odwrotnego przekształcenia Laplace’a, Materiały Elektroniczne, 34, (1/2), (2006) 48-75
• [11] Pawłowski M.: Obrazowanie struktury defektowej materiałów półizolujących z wykorzystaniem niestacjonarnej spektroskopii fotoprądowej, Rozprawa habilitacyjna, WAT, (2007)
• [12] Pawłowski M., Suproniuk M.: Błąd adekwatności modelu obrazowania struktury defektowej półprzewodników wysokorezystywnych badanej metodą niestacjonarnej spektroskopii fotoprądowej, Przegląd Elektrotechniczny, R87, (10), (2011) 230-235
• [13] Kamiński P.: Zastosowanie niestacjonarnej spektroskopii głębokich poziomów do badania struktury defektowej półprzewodników typu AIIIBV, Prace ITME, 36, (1991)
• [14] Provencher S: CONTIN: A portable program for the regularized solution of linear algebraic and integraf equations of first kind, EMBL Technical Report DA07, European Molecular Biology Laboratory, Heidelberg, (1984)
• [15] Kozłowski R.: Niestacjonarna spektroskopia fotoprądowa o dużej rozdzielczości jako nowa metoda badania centrów defektowych w półprzewodnikach wysokorezystywnych, Rozprawa doktorska, ITME, (2001)
• [16] Jankowski S., Wierzbowski M., Kamiński P., Pawłowski M.: Implementation of neural network metod to investigation of defect centers in semi-insulating materials, International Journal of Modern Physics, B., 16, (28&29), (2002), 4449-4454
• [17] Pawłowski M., Kamiński P., Kozłowski R., Jankowski S., Wierzbowski M.: Intelligent measuring measuring system for characterisation of defect centres in semi-insulating materials by photoinduced transient spectroscopy, Metrology and Measurement Systems, XII, (2005), 207-228