Extended generation profile - E.B.I.C model application in the case of a PN junction

¹ Département de Physique, Institut Préparatoire aux Études d'Ingénieurs de Sfax, B.P. 805 Sfax, Tunisia
² L.E.M, Université Montpellier II, Place Eugène Bataillon, 34000 Montpellier, France
³ Laboratoire de Microscopie Électronique, Université Montpellier II, Place Eugène Bataillon, 34000 Montpellier, France
⁴ Laboratoire de Physique des Matériaux, Département de Physique, Faculté des Sciences de Monastir, Tunisia

Received: 13 June 1997
Revised: 11 February 1999
Accepted: 30 August 1999
Published online: 15 January 2000

Abstract

We have developed a model for the calculation of the induced current due to an electron beam with an extended generation profile. Added to the absorbed and diffuse electrons in the depth distribution, the generation profile takes into account the lateral diffusion. The analytical expression of the electron beam induced current (EBIC) is obtained by solving the continuity equation in permanent regime by the Green function method. The induced current profile, obtained in the case of a ternary component (Ga_0.7Al_0.3As:N⁺/Ga_0.7Al_0.3As:P) sulfur doped and prepared by organometallic compounds phase vapor epitaxy method, is compared to the theoretical profiles whose analytical expressions are given by Van Roosbroeck and Bresse. The experimental current profile, measured by S.E.M provided us to calculate the diffusion length of the minority carriers: L_p = 1 µm in the N region and L_n = 1.80 µm in the P region of the ternaire component. The theoretical curve obtained from the proposed model is in good agreement with the experimental one for a surface recombination velocity of 10⁶ cm s⁻¹. Our results are found to be consistent compared to those obtained by other experimental techniques using the same samples.

Résumé

Nous avons développé un modèle de calcul du courant induit par un faisceau d'électrons avec un profil de génération élargi. Le profil de génération prend en compte la répartition spatiale de la diffusion et de l'absorption des électrons. L'expression analytique du courant induit (E.B.I.C) est déterminée par résolution de l'équation de continuité en régime permanent par la méthode des fonctions de Green. Le profil de courant induit obtenu dans le cas d'une jonction PN (Ga_0,7Al_0,3As:N⁺/Ga_0,7Al_0,3As:P) dopée par le soufre et préparée par épitaxie à phase vapeur organo-métallique, est comparé au profil de courant théorique dont l'expression analytique est explicitée par Van Roosbroeck et Bresse. Le profil expérimental de courant E.B.I.C, mesuré par un microscope électronique à balayage, nous a permis de déterminer la longueur de diffusion des porteurs minoritaires L_p = 1 µm dans la région N du composant ternaire et L_n = 1,8 µm dans la région P de ce composant. La courbe théorique, tracée à partir du modèle proposé, est en bon accord avec la courbe expérimentale pour une vitesse de recombinaison à la surface de 10⁶ cm s⁻¹. Ces résultats sont conformes avec ceux obtenus par d'autres techniques expérimentales sur les mêmes échantillons.