3 REM-KL Untersuchungen an Halbleitern

REM-KL Untersuchungen an Halbleitern 31
Elektronenstrahl
x
Ω P
ξ
Oberfläche
Generationsgebiet
Ω g r D
R(U) p b
Diffusion
z D
Versetzungsgebiet
Ω D τ Rekombination an
der Versetzung
Probenvolumen
c( ξ)
z
Matrix: τ,
τ r
ξ
A
FWHM
Abb. 3.5
Modell zur Beschreibung des Defektbereiches am Beispiel einer oberflächenparallelen Versetzung
(oben) und bei senkrechtem Linienscan über diese Versetzung messbarer Defektkontrast c(ξ) (unten).
Die ermittelten Kontrastwerte beziehen sich dabei rekombinationskinetisch begründet
immer auf den ungestörten Matrixlumineszenzwert I 0 . Es ergibt sich:
c
DL
IDL
I I I
= c = − 0
, 0 = −1. (3.28)
I
I I
0
0 0
Der panchromatische Kontrast ergibt sich dann als Summe zweier Anteile entsprechend
Gleichung (3.26) [bru74]:
F
HG
I
KJ
IDL
I
cpan
= cDL
+ c0
= + −1 . (3.29)
I I
0 0
Ausgehend von der Lebensdauervariation am Defekt wird die totale Rekombinationsstärke
oder das totale Lebensdauerverhältnis einer Versetzung definiert [don78]:
τ τ
γ = − 1 =
(3.30)
D
τ'
τ
Dabei beinhaltet τ‘ die Gesamtheit aller defektgebundenen und Volumenrekombinationsprozesse
und τ D stellt die Lebensdauer der defektspezifischen Rekombinationskanäle dar. Für
die strahlende Rekombinationsstärke folgt analog:
γ
r
τr
τr
= − 1 =
(3.31)
D
τ ' τ
r
Im Rahmen des Volumenrekombinationmodells [pas87] wird der KL-Kontrast wie folgt
beschrieben:
z z
γ 3
γ r 3
c =− ⋅ d r⋅q r ⋅ j0
z + ⋅ d r⋅q r ⋅AD
z
τ I
τ I
r
0
Ω
D
r
r
af af af af (3.32)
0
Ω
D r