수명 시뮬레이션을 위한 일반화된 요율 방정식
이 수치 도구는 금지대 내의 결함 준위와 반도체의 밴드 사이에서 일어날 수 있는 모든 전이를 대상으로 풀이되는 일반화된 속도 방정식 체계에 기반을 두고 있습니다. 유일한 근사치는 결함 준위 간의 상호작용을 고려하지 않았다는 점입니다. 실리콘의 결함 밀도는 일반적으로 낮기 때문에 이는 타당한 근사치입니다.
적용된 속도 방정식 체계는 전도대 및 원자가대, 그리고 결함 준위에서의 캐리어 농도의 시간적 변화를 설명한다. 이 방정식 체계에는 광학적 및 열적 생성 속도, 밴드 간 및 오거 재결합 속도, 그리고 모든 결함(Cj, Dj, Ej, Fj)에서의 캐리어 포획 및 방출 속도가 포함된다. 전환 속도는 어떠한 근사도 없이 기술된다.
\(\dot{n} = G^0_{BB} + G^th_{BB} + \sum_{j}(C_j - D_j) - R_{BB} - R_{Aug}\)
\(\dot{p} = G^0_{BB} + G^th_{BB} + \sum_{j}(F_j - E_j) - R_{BB} - R_{Aug}\)
\(\dot{n}_{Tj} = D_j + E_j) - C_j - F_j\)
Fig. 1: energy scheme of all transition rates that are included into the simulations
시뮬레이션된 시간 의존적 캐리어 농도를 바탕으로 DORKEL과 LETURCQ[2]의 이동도 모델을 사용하여 광전도도를 계산할 수 있다. 소수 캐리어 수명은 Gopt를 0으로 설정한 후의 광전도도 과도 응답에서 추출할 수 있다.
SRH 시뮬레이션 또는 PC1D에 비해 갖는 장점
수명은 매개변수가 아니라 직접적인 결과값이다
비정상태도 시뮬레이션이 가능하다
임의의 수 j만큼의 결함 레벨을 포함할 수 있음
이 수치 시뮬레이션 도구는 주입 및 온도 의존성 측정 시뮬레이션, 수명과 광전도도에 대한 트래핑 효과 조사, 그리고 MDP와 µPCD 또는 기타 측정 조건 간의 비교에 적합합니다. 요약하자면, 이 시뮬레이션 도구를 통해 수명 측정 결과의 비교 가능성을 높이고 결과에 대한 이해를 더욱 심화할 수 있습니다.
Fig. 2: varying Et
Fig. 3: varying Nt
Fig. 4: varying σp
이 시뮬레이션에 대한 자세한 내용은 다음에서 확인할 수 있습니다:
[1] T. Hahn, 학위논문, TU Bergakademie, 2009
[2] J. M. Dorkel 및 P. Leturcq, Solid-State Electronics 24, 821-825 (1981)
