Spektroskopia pojemnościowa wybranych defektów w ...

−1max= ( t1− t2)[ln( t1/ t2)]τ . (2.25)W ten sposób szybkość emisji, odpowiadająca maksimum linii pułapki, obserwowanejprzy skanowaniu termicznym, jest pewną dokładną wielkością, która moŜe być zastosowanarazem z wartością temperatury połoŜenia linii do konstrukcji wykresu energii aktywacji w skali2półlogarytmicznej. To jest tzw. wykres Arrheniusa: zaleŜność ln( e n ( p )/ T ) w funkcji 1000/T.Czynnik2T bierze się z zaleŜności temperaturowej iloczynun( p)Nc(v)v w równaniach (2.17) i(2.18). W maksimum sygnału moŜna zmierzyć temperaturę i obliczyć τmaxz równania (2.25),Ŝeby otrzymać jeden punkt na wykresie Arrheniusa. Inne punkty mogą być otrzymaneanalogicznie stosując skanowanie temperaturowe z ustawieniem innych czasów pomiarów orazodpowiednio innych wielkościτmaxi połoŜeń linii pułapki. PołoŜenie głębokiej pułapki wprzerwie wzbronionej półprzewodnika, czyli wartość podstawowego parametru - energiiaktywacji - wyliczamy z nachylenia prostej Arrheniusa. Na podstawie wykresu Arrheniusawyznacza się jeszcze jeden podstawowy parametr głębokiego poziomu, a mianowicie przekrójczynny na wychwyt nośników, z przecięcia prostej Arrheniusa z osią rzędnych. W celuwyznaczenia obu parametrów stosuje się metodę regresji liniowej.Zastosowanie „okna szybkości” jest procesem wykonującym filtrację sygnałuniestacjonarnej zmiany pojemności w funkcji czasu [19]. Problem optymalnej filtracji polega napytaniu, jakiego kształtu powinna być funkcja wagowa w(t), przedstawiona niŜej na rys. 2.8,Ŝeby otrzymać najlepszy wynik pomiarowy o nieznanej amplitudzie i znanym kształcie sygnałuw obecności szumu. Najlepszemu wynikowi będzie odpowiadać funkcja wagowa o tym samymkształcie sygnału, tylko bez szumu - zanikająca eksponenta; rys. 2.8 (c). Dla porównania narys. 2.8 (a) i (b) pokazane są równieŜ inne kształty funkcji wagowej stosowane w metodzie zpodwójnym integratorem typu „box-car” oraz w metodzie z przetwornikiem synchronizowanym„lock-in”. PoniewaŜ kształty funkcji wagowych stosowanych w tych metodach róŜnią się,stosunek wyjściowy sygnał/szum (S/N) będzie teŜ róŜny. Obliczenia pokazują, Ŝe stosunek S/Npo korelacji przedstawionej na rys. 2.8 (c) jest 2 razy lepszy niŜ w przetwornikusynchronizowanym „lock-in”, a w integratorze „box-car” jest on gorszy niŜ w „lock–in”. [19]Do otrzymania wyników eksperymentalnych w niniejszej pracy uŜywano metody LockinDLTS. Zasada działania tej metody pokazana jest na rys. 2.9. Tutaj wykorzystywana jestfunkcja wagowa w kształcie prostokątnym, którego okres jest regulowany przez ustawienieczęstotliwości integratora typu „lock-in”. Gdy częstotliwość integratora jest porównywalna do25