化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱模拟法制造技术

本发明专利技术涉及一种化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱模拟法，包含以下步骤：S1、将主导化合物半导体结构中载流子输运特性的含时半导体基本微分方程组进行含时数值离散；S2、在化合物半导体双异质结结构有/无光照情况下，建立载流子准费米势分布随时演化的数值模拟方法，并进行优化迭代；S3、建立能够模拟化合物半导体双异质结结构中不同缺陷参数、界面非局域量子隧穿光致发光谱随时演化的方法。本发明专利技术能综合考虑异质结面缺陷、跨越异质结面的非局域量子隧穿、不同材料层中不同材料内部缺陷与界面缺陷以及测试仪器自身特性对最终数值计算结果的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种时间分辨光致发光谱模拟法，具体是指一种对化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱进行数值模拟的方法。
技术介绍
目前化合物半导体双异质结结构广泛应用于微波、光电转换、探测、发光与吸收等半导体器件中，掌握这些器件结构中双异质结的载流子输运以及有效寿命对于器件结构的设计和测试结果分析具有指导性作用。时间分辨光致发光谱是通过半导体结构的光致发光谱随时间的演化情况来分析不同层中的材料缺陷以及异质结界面缺陷对载流子输运的影响。实际中测试所得到的时间分辨光致发光谱随时演化曲线取决于结构本身光致发光谱随时演化曲线与所用测试仪器自身响应函数的卷积耦合。仪器响应函数是表征时间分辨率的参数，主要受到所使用光源的脉冲形状、光学系统中的实践色散、探测器的渡越时间涨落以及电子系统的定时抖动等因素的影响。借助于化合物半导体双异质结结构的时间分辨光谱测试结果用来指导器件设计与结果分析的研究很早就开始了，诸如太阳电池(R.R.King，J.H.Ermer，D.E.Joslin，M.Haddad，J.W.Eldredge，N.H.Karam，B.Keyes，andR.K.Ahrenkiel，“doubleheterostructuresforcharacterizationofbulklifetimeandinterfacerecombinationvelocityiniii-vmultijunctionsolarcells”，2ndWorldConferenceonPhotovoltaicSolarEnergyConversion，Vienna，Austria，6-10July，1998，pp.86-90)、发光二极管(T.Kuriyama，T.KamiyaandH.Yanai，“EffectofPhotonRecyclingonDiffusionLengthandInternalQuantumEfficiencyinAlxGa1-xAs–GaAsHeterostructures”，1977Jpn.J.Appl.Phys.16465)等。随着相关实验的展开，对化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱全数值分析方法的研究开展了起来，如化合物单结GaAs太阳电池中的结合寿命特性拟合(S.M.Durbin，J.L.Gray，“NumericalmodelingofphotonrecyclinginhighefficiencyGaAssolarcells”inProc.22ndIEEEPhotovoltaicSpec.Conf.，LasVegas，NV，USA，1991，pp.188–191.)，然而上述数值分析没有考虑异质结面缺陷、跨越异质结面的非局域量子隧穿、不同材料层中不同材料内部缺陷与界面缺陷以及测试仪器自身特性对最终数值计算结果的影响，大大降低了数值模拟方法的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱模拟法，能综合考虑异质结面缺陷、跨越异质结面的非局域量子隧穿、不同材料层中不同材料内部缺陷与界面缺陷以及测试仪器自身特性对最终数值计算结果的影响。为了达到上述目的，本专利技术提供一种化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱模拟法，包含以下步骤：S1、将主导化合物半导体结构中载流子输运特性的含时半导体基本微分方程组进行含时数值离散；S2、在化合物半导体双异质结结构有/无光照情况下，建立载流子准费米势分布随时演化的数值模拟方法，并进行优化迭代；S3、建立能够模拟化合物半导体双异质结结构中不同缺陷参数、界面非局域量子隧穿光致发光谱随时演化的方法。所述的S1中，具体包含以下步骤：S11、所述的主导化合物半导体结构中载流子输运特性的含时半导体基本微分方程组主要由含时Poisson方程、电子连续性方程、空穴连续性方程、以及深能级缺陷的复合动力学方程组成，具体为：含时Poisson方程为：▿[ϵ▿∂V∂t]+q{∂(qp)∂t-∂(qn)∂t-NTD∂(qfTD)∂t-NTA∂(qfTA)∂t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱模拟法，其特征在于，包含以下步骤：S1、将主导化合物半导体结构中载流子输运特性的含时半导体基本微分方程组进行含时数值离散；S2、在化合物半导体双异质结结构有/无光照情况下，建立载流子准费米势分布随时演化的数值模拟方法，并进行优化迭代；S3、建立能够模拟化合物半导体双异质结结构中不同缺陷参数、界面非局域量子隧穿光致发光谱随时演化的方法。

【技术特征摘要】
1.一种化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱模拟法，其特征在于，包含以下步骤：S1、将主导化合物半导体结构中载流子输运特性的含时半导体基本微分方程组进行含时数值离散；S2、在化合物半导体双异质结结构有/无光照情况下，建立载流子准费米势分布随时演化的数值模拟方法，并进行优化迭代；S3、建立能够模拟化合物半导体双异质结结构中不同缺陷参数、界面非局域量子隧穿光致发光谱随时演化的方法。2.如权利要求1所述的化合物半导体双异质结结构的时间分辨光致发光谱模拟法，其特征在于，所述的S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玮，李欣益，陆宏波，张华辉，杨丞，陈杰，张梦炎，张建琴，郑奕，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31