D5 DLTS (Espectroscopia Transiente de Nível Profundo)

Tópico

Um pulso de preenchimento aplicado a essa junção — o método experimental descrito por este modelo — preenche temporariamente os níveis profundos dentro da região de depleção da junção com portadores de carga. À medida que a junção relaxa após o pulso de preenchimento, um transiente de capacitância é produzido. Esses mesmos níveis profundos, agora preenchidos com portadores de carga pelo pulso de preenchimento, liberam gradualmente esses portadores de carga ao longo do tempo. Essa liberação progressiva de portadores de carga faz com que a capacitância da junção, medida durante esse mesmo período, relaxe do valor produzido pelo pulso de preenchimento para o valor de estado estacionário que a junção possuía antes dele. O fato de esses níveis profundos liberarem esses portadores de carga mais rapidamente após o pulso de preenchimento faz com que esse transiente de capacitância relaxe mais rapidamente em direção a esse valor de estado estacionário.

Isso ocorre porque os níveis profundos liberam esses portadores de carga mais rapidamente após o pulso de preenchimento, o que faz com que o transiente de capacitância relaxe mais rapidamente em direção a esse valor de estado estacionário. Essa mesma capacitância transiente, medida em diferentes temperaturas dessa junção, determina, de acordo com uma análise de Arrhenius aplicada à taxa de relaxamento dessa capacitância transiente em cada uma dessas temperaturas, a taxa de emissão térmica na qual essas camadas profundas emitem seus portadores de carga de volta: em uma temperatura de junção mais alta, essas camadas profundas emitem esses portadores de carga de volta mais facilmente e essa capacitância transiente, medida nessa mesma temperatura mais alta, consequentemente relaxa mais rapidamente em direção ao seu valor de estado estacionário. O fato de essa temperatura de junção ser mais alta resulta em uma taxa correspondentemente maior de emissão térmica dessas camadas profundas, de acordo com essa mesma análise de Arrhenius.

Portanto, este modelo, com sua capacitância transiente e taxa de emissão térmica, extrai do gráfico de Arrhenius resultante da medição dessa taxa de emissão térmica em diferentes temperaturas de junção tanto a energia de ativação quanto a seção de captura desses mesmos níveis profundos, que são descritos com mais detalhes por outro modelo deste conjunto. A inclinação deste gráfico de Arrhenius revela a energia de ativação — a energia necessária para que um portador de carga aprisionado em um desses níveis profundos seja emitido termicamente — enquanto a intersecção com o eixo y do mesmo gráfico de Arrhenius revela a seção de captura — a facilidade com que um desses níveis profundos recaptura um portador de carga livre. O fato de esses níveis profundos apresentarem uma energia de ativação mais alta faz com que este gráfico de Arrhenius mostre, consequentemente, uma inclinação mais acentuada e a taxa de emissão térmica desses níveis profundos, na mesma temperatura de junção, seja menor.

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