ELECTRIC FLUCTUATIONS AND DEFECTS IN SEMICONDUCTORS
Authors: ЯКУБОВИЧ Б.И. 
Published: September 2024

Рассмотрены электрические флуктуации в полупроводниках, вызванные захватом и эмиссией носителей заряда многозарядными ловушками, образованными дефектами структуры. Захват и эмиссия носителей ловушками являются причиной ряда флуктуационных явлений в полупроводниках. С ловушками связывают происхождение нескольких типов электрических шумов, имеющих фундаментальное значение. Шумы в полупроводниках, связанные с ловушками широко исследуются, при этом обычно рассматриваются флуктуации, вызванные однозарядными ловушками. В полупроводниках нередко имеют место многозарядные ловушки, которые могут быть образованы различными дефектами структуры. В связи с этим и важностью механизма флуктуаций, связанных с ловушками, проанализированы электрические флуктуации в полупроводниках, вызванные многозарядными ловушками. Флуктуации рассмотрены в весьма общем случае: ловушка может иметь произвольное число зарядовых состояний, статистические связи между последовательными событиями процесса изменения зарядового состояния ловушки заданы в общем в виде. В результате дано количественное описание электрических флуктуаций в полупроводниках, вызванных многозарядными ловушками. Вычислено выражение общего вида для спектра флуктуаций. Данное выражение дает универсальное описание электрических флуктуаций, вызванных многозарядными ловушками, и применимо для полупроводников различных типов. Полученные результаты расширяют представления об электрических флуктуациях, вызываемых ловушками, и дополняют количественное описание таких флуктуационных явлений.

The electric fluctuations in semiconductors caused by the capture and emission of charge carriers by multiply charged traps formed by structural defects are considered. Capture and emission of carriers by traps are the cause of number of fluctuation phenomena in semiconductors. The origin of several types of electric noise of fundamental importance is associated with traps. Noises in semiconductors associated with traps are widely studied, and fluctuations caused by singly charged traps are usually considered. In semiconductors, there are often multiply charged traps that can be formed by various structural defects. In connection with this and the importance of the mechanism of fluctuations associated with traps, the electric fluctuations in semiconductors caused by multiply charged traps are analyzed. The fluctuations are considered in a very general case: trap can have an arbitrary number of charge states, statistical connections between successive events of the process of changing the charge state of the trap are given in general form. As a result, quantitative description of electric fluctuations in semiconductors caused by multiply charged traps is given. General form expression for the fluctuation spectrum is calculated. This expression gives universal description of electric fluctuations caused by multiply charged traps, and is applicable to various types of semiconductors. The results obtained broaden understanding of electric fluctuations caused by traps and complement quantitative description of such fluctuation phenomena.