Determination of Hole and Electron Traps from Capacitance Measurements

Abstract

A method to evaluate energy levels and densities of electron and hole traps in semiconductors from capacitance measurements on Schottky barriers and pn junction is presented. The occupation function for electrons at the deep level is derived, using Shockley-Read statistics for both forward and reverse biased junctions. The high frequency capacitance change before and after forward bias is applied is derived as a function of reverse voltage both for hole and electron traps. The experimental procedure to determine energy levels and the density of the traps is presented along with experimental results on silicon and gallium arsenide Schottky barriers and p+n junctions demonstrating the validity and limitations of the method.

Niveaux profonds dans les diodes électroluminescentes GaAs-GaAlAs

“…D'après Sah et Forbes [13], on peut admettre que pour une polarisation inverse modérée, les pseudoniveaux sont constants jusqu'à xo pour le matériau P et xi pour le matériau N. Une discussion des diverses équations classiques relatives à la probabilité d'occupation des pièges situés entre xi et x2 (région dans laquelle le taux de dopage est défini par ND -NA), lorsque la jonction p+ n est polarisée en direct puis en inverse, conduit aux expressions suivantes [14] :…”

Minority carrier trap measurements in schottky barriers on N-type LPE GaAs

“…In n-type material, majority carrier deep traps are generally determined in Schottky barriers while it is necessary to perform p+-n junctions for measuring minority carrier traps [5].…”