Температурная зависимость напряжения лавинного пробоя $p{-}n$-переходов с глубокими уровнями

А. С. Кюрегян, П. Н. Шлыгин


Аннотация: Проведены теоретическое и экспериментальное исследования эффекта релаксационной задержки пробоя асимметричных $p^{+}{-}n$-переходов с глубокими уровнями. Получены аналитические соотношения между концентрацией глубоких уровней $N_{t}$, временем задержки $t_{b}$ и напряжением $U_{b}$ пробоя для случая скачкообразного увеличения напряжения, учитывающие полевую зависимость скорости эмиссии ап электронов с глубоких уровней. Указана возможность определения зависимости $a_{n}$ от температуры $T$ в слабом поле при больших $N_{t}$ на основе результатов измерения $t_{b}$ при произвольном монотонном увеличении напряжения смещения.
На экспериментальных зависимостях $U_{b}(T)$, полученных в режиме релаксационной задержки пробоя кремниевых $p^{+}{-}n$-переходов, легированных серой, обнаружены две аномалии при 77$-$120 и 150$-$230 K. Эти аномалии вызваны перезарядкой двух уровней серы, известных из литературы. Количественный анализ зависимостей $U_{b}(T)$ в области высокотемпературной аномалии, проведенный на основе полученных в работе формул с учетом эффекта Френкеля$-$Пула, дал экспоненциальную зависимость $a_{n}(T)$ с энергией активации ${\varepsilon_{t}=0.354}$ эВ, прекрасно согласующейся с опубликованными данными емкостной спектроскопии.