После засветки образца импульсом света напряжение на образце меняется по закону:

DV=DV0exp(-t/tf) (2.1)

где:

DV – напряжение на образце

DV0 - максимальная амплитуда напряжения на образце

t - время

tf - измеренное время экспоненциального спада.

В силу нескольких причин экспоненциальная форма сигнала (2.1) может быть искажена. Это может быть обусловлено как поверхностной рекомбинацией , скорость которой много выше обьемной, так и наличия глубоких уровней, на которых могут захватыватся носители. Устранение влияния поверхностной рекомбинации достигается 2 методами:

1) Использованием длины волны излучения, возбуждающего носители

больше 1 мкм (для этого применяются фильтры см. рис. 2.1.)

2) Использование образца соответствующих размеров (см. Таблицу 2.3)

Для устранения прилипания носителей используются два метода:

1) Нагревание образца до 70 °С

2) Фоновая постоянная подсветка образца.

Однако при использовании температурного метода необходимо иметь в виду, что время жизни сильно зависит от температуры образца ( ~ 1% на градус).

Поэтому при сравнении времен жизни на нескольких образцах необходимо следить, чтобы температурные условия измерений были одинаковы.

Кроме того необходимо удостоверится, что в проводимости учавствуют носители, воникшие в результате возбуждения импульсом света. Для этого напряжение смещения Vdc, поданное на измеряемый образец должно удовлетворять требованию:

Vdc £ (106×Lc×L)/(500×m×tf) (2.2)

Где :

Lc – растояние от края области засветки образца до области контакта , мм

L – длина образца , мм

tf - измеренное время экспоненциального спада, mS.

m - - подвижность неосновных носителей, см2/В×сек

Экспоненциальный спад тока фотопроводимости соответствует времени жизни в случае , если уровень инжекции фототока мал в сравнении с уровнем инжекции тока, протекающего под действием потенциала смещения. Это требование удовлетворено в случае выполнения соотношения:

DV0/Vdc £ 0.01 (2.3)

Если это условие не выполнено, то следует внести поправку в экспоненциальный спад тока фотопроводимости по формуле:

tf = tf изм×[ 1- (DV0/Vdc) ] (2.4)

Где:

tf изм - экспоненциальный спад тока фотопроводимости

tf - экспоненциальный спад тока фотопроводимости после внесения поправки

После внесения этой поправки объемное время жизни неосновных носителей вычисляется по формуле :

t0 = (tf-1 – Rs)-1 (2.5)

Где Rs определяется из таблицы 2.3.

Стандартом ASTM F28 – 91 при выполнении вышеперечиленых условий устанавливается погрешность ±50% для измерений на германиевых образцах и ±135% для измерений на кремниевых образцах.

Рис. 2.1. Блок схема установки по измерению времени жизни фотоэлектирическим методом.