生涯シミュレーションのための一般化された速度方程式
この数値解析ツールは、禁制帯内の欠陥準位と半導体のバンド間のあらゆる遷移について解かれる、一般化された速度方程式系に基づいています。唯一の近似は、欠陥準位間の相互作用が考慮されていない点です。シリコンにおける欠陥密度は通常低いため、これは妥当な近似と言えます。
適用される速度方程式系は、伝導帯および価電子帯、ならびに欠陥準位におけるキャリア濃度の時間依存的な変化を記述する。この方程式系には、光および熱による生成速度、バンド間およびオージェ再結合速度、ならびにすべての欠陥（Cj、Dj、Ej、Fj）からのキャリア捕捉および放出速度が含まれている。 遷移速度は、いかなる近似も用いることなく記述される。
\(\dot{n} = G^0_{BB} + G^th_{BB} + \sum_{j}(C_j - D_j) - R_{BB} - R_{Aug}\)
\(\dot{p} = G^0_{BB} + G^th_{BB} + \sum_{j}(F_j - E_j) - R_{BB} - R_{Aug}\)
\(\dot{n}_{Tj} = D_j + E_j - C_j - F_j\)
Fig. 1: energy scheme of all transition rates that are included into the simulations
シミュレーションにより得られた時間依存のキャリア濃度から、DORKELおよびLETURCQ [2] の移動度モデルを用いて光伝導度を算出することができる。また、Goptをゼロに設定した後の光伝導度の過渡応答から、少数キャリアの寿命を抽出することができる。
SRHシミュレーションやPC1Dと比較した利点
寿命はパラメータではなく、直接的な結果である
非定常状態もシミュレーション可能
任意の数の欠陥準位 j を組み込むことができる
この数値シミュレーションツールは、注入および温度依存性の測定のシミュレーション、寿命および光伝導度に対するトラッピング効果の調査、ならびにMDPとµPCDやその他の測定条件との比較に適している。要約すると、このシミュレーションツールにより、寿命測定結果の比較可能性が高まり、結果に対する理解を深めることができる。
Fig. 2: varying Et
Fig. 3: varying Nt
Fig. 4: varying σp
これらのシミュレーションに関する詳細は、以下の文献を参照のこと：
[1] T. Hahn, 学位論文, TU Bergakademie, 2009
[2] J. M. Dorkel および P. Leturcq, Solid-State Electronics 24, 821-825 (1981)
