Recombination of non-equilibrium charge carriers injected into Ge through intermediate defective layer

Abstract

The recombination of non-equilibrium charge carriers injected into n-Ge sample through an intermediate defect layer has been studied in experiment as well as theoretically. The structure defects were formed by cyclic straining with simultaneous ultrasonic irradiation of the sample at 310 K. Distribution of defects in the sample depth was examined by metallography. The recombination of the injected carriers was studied by conductivity modulation in a point contact with the semiconductor surface. Two differently inclined segments have been found in plots of measuring pulse voltage decay against delay time in relation to the injecting pulse. These two segments are associated with recombination of surplus charge carriers in the subsurface defect layer and in depth of the crystal. The length and steepness of the segments at small delay time are rising with increase of the defect layer thickness and concentration of defects therein.

Экспериментально и теоретически исследован процесс рекомбинации неравновесных носителей заряда, инжектированных в образец n-Ge через промежуточный дефектный слой. Дефекты структуры вводились циклической деформацией сжатием с одновременным ультразвуковым облучением образца при 310 К. Распределение дефектов по глубине образца определялось металлографическим способом. Процесс рекомбинации инжектированных носителей исследовался методом модуляции проводимости в точечном контакте с поверхностью полупроводника. На графиках зависимости напряжения спада измерительного импульса от времени задержки относительно инжектирующего импульса обнаружены два отличающихся по крутизне участка, связанных с рекомбинацией избыточных носителей заряда в приповерхностном дефектном слое и в толще кристалла. Протяженность и крутизна участков при малых временах задержки увеличиваются с ростом толщины дефектного слоя и плотности дефектов в нем.

Експериментально і теоретично досліджено процес рекомбінації нерівноважних носіїв заряду, інжектованих у зразок n-Ge через проміжний дефектний шар. Дефекти структури вводилися циклічною деформацією стиском з одночасним ультразвуковим опроміненням зразка при 310 К. Розподіл дефектів за глибиною зразка вивчався металографічним способом. Процес рекомбінації інжектованих носіїв досліджувався методом модуляції провідності в точковому контакті з поверхнею напівпровідника. На графіках залежності напруги спаду вимірювального імпульсу від часу затримки відносно імпульсу інжекції виявлено дві ділянки різної крутості, пов’язані з рекомбінацією надлишкових носіїв заряду у приповерхневому дефектному шарі й у товщі кристала. Довжина і крутість ділянок при малих термінах затримки збільшуються зі зростанням товщини дефектного шару і густини дефектів у ньому.