2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research on behavior of the recombination defect of minority carriers depending on the internal built in potential in PN junctions
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18K04225
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
鮫島 俊之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 産学官連携研究員 (30271597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 智久 神奈川大学, 理学部, 教授 (60386810)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 実効キャリヤライフタイム / キャリヤ濃度 / 光侵入長 / 再結合欠陥 / PN接合 / イオン注入 / 活性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PN接合ダイオードの実効ライフタイムとバイアス印加の関係を明らかにするために、ｎ型結晶シリコンにボロンとリン原子をイオン注入と900℃、5分の活性化を施して作成したPN接合試料について、本プロジェクトにて作製した450,635,980 nm多波長光照射型実効キャリヤライフタイム測定装置を用いて取得した実効ライフタイムのバイアス依存性の詳細なデータを取得した。そして新たに有限要素法を用いて開発した内部ポテンシャル依存キャリヤ拡散数値解析プログラムにより実験で取得したデータを解析した。その結果、ＰＮ接合の内蔵電位がキャリヤ拡散を妨げる主たる要因であることが分かった。無バイアス及び逆バイアスの時、P型内に発生した光誘起過剰ホールキャリヤは高い内蔵電位により拡散が妨げられてバルクシリコン内に拡散できず、実効キャリヤライフタイムは小さくなる。順方向バイアスを印加して内蔵電位を低下させると、ホールキャリヤ拡散は試料内部に及び実効キャリヤライフタイムは大きくなる。PN接合の内蔵電位がバイアス印加により変化することに起因して、シリコンバルク結晶試料内の光誘起過剰小数キャリヤ存在確率が変化することが実効小数キャリヤライフタイムの支配要因であることが明らかになった。しかし光侵入長の大きい赤外光によりＰＮ接合部を超えて試料内部に過剰小数ホールキャリヤを発生させた場合は、バルクシリコン内に過剰小数キャリヤ注入が起こるので、逆バイアス、無バイアスの内蔵電位が大きい場合でも実効キャリヤライフタイムが大きくなる。
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