Determination of the temperature dependence of the capture cross-sections of the gold acceptor level and of the temperature of current filaments in silicon pin diodes

Abstract

The temperature dependence of the capture cross section of negatively charged gold centers in n-type silicon for holes σ is determined in the temperature range of 55 K ≦ T ≦ 340 K from the temperature dependent breakdown voltage UBD of gold compensated pin diodes showing a negative differential resistance region. The temperature dependence of the capture cross section of neutral gold centers in the range of 193 K ≦ T ≦ 320 K, which was obtained in an earlier paper, is confirmed by means of small signal pulse measurements in the high injection regime of the same double injection diodes. The over-temperature caused by Joule heating in current filaments occurring in the high injection region of the stationary S-shaped I–U characteristic is measured for the first time using a large signal pulse method. Es wird die Temperaturabhangigkeit des Einfangquerschnitts von negativ geladenen Goldzentren in n-leitendem Si fur Locher, σ, im Temperaturbereich 55 K ≦ T ≦ 340 K aus der temperaturabhangigen Durchbruchsspannung UBD von goldkompensierten pin-Dioden, die einen Bereich negativen differentiellen Widerstandes aufweisen, bestimmt. Die Temperaturabhangigkeit des Einfangquerschnitts von neutralen Goldzentren im Bereich von 193 K ≦ T ≦ 320 K, die in einer fruheren Arbeit erhalten wurde, wird mittels einer Kleinsignal-Impulsmessung im Hochinjektionsregime von Doppelinjektionsdioden bestatigt. Die durch Joulsche Warme verursachte Ubertemperatur in Stromfaden, die im Hochinjektionsbereich der stationaren S-formigen I–U-Gharakteristiken auftreten, wird zum erstenmal mit einer Grossignal-Impulsmethode gemessen.