Об определении длины диффузии неосновных носителей заряда в материале абсорбера фотодиодных матричных фотоприемников методом сканирования пятна засветки при малых уровнях диодных фототоков

Ранее нами был предложен новый способ определения объемной длины диффузиифотогенерированных носителей заряда (ФНЗ) ld в материале абсорбера фотодиодных матричныхфотоприёмных устройств (ФПУ) на основе материала КРТ [1,2]. Метод основан на измерениипространственных распределений фотоответа S(x) выбранного фотодиода матрицы, которымосуществляется сканирование узкого линейного (в форме полоски) пятна засветки фотоприемника вусловиях пониженных уровней отбора ФНЗ из фоточувствительной пленки (ФП) устройства.Варьирование уровня фотодиодных токов j в ФПУ достигается изменением затворного напряжениявходных транзисторов фотоэлектрических ячеек приемника. Из каждого измеренного профиля S(x)по максимальному градиенту на полулогарифмическом графике фотоответа диода можно определить(зависящую от уровня j) эффективную длину диффузии ФНЗ ld eff. Последовательность полученныхзначений ld eff при j→0 даёт искомое значение объемной длины диффузии ФНЗ ld в материалеабсорбера.В настоящей работе исследуется следующее прежде неучтенное обстоятельство метода. Именно,измеряемый в указанных условиях малый макроскопический фототок диода возникает как разностьзначительного микроскопического потока ФНЗ, стекающих в n-область фотодиода, и потоканосителей, движущихся им навстречу. При маломотбираемом из фотоячеек фототоке последний потоксоставляет значительную долю первого тока; мыбудем называть соответствующий фототок“отраженным” фототоком. В контексте анализапрофилей S(x) существенно то обстоятельство, чтостекающий в n-область диода и “отраженный”фототоки имеют разную координатную зависимость.В то время как носители заряда, переносящие первыйток, имеют пространственное распределение,соответствующее решению диффузионной задачидля ФНЗ в ФП устройства, “отраженный” фототокэмитируется в пленку однородно по площади p-nперехода. В результате вдоль пленки понаправлению от пятна засветки возникаетдополнительный (прежде неучтенный) перенос ФНЗ,осуществляющийся с участием диодов матрицы.Указанный перенос должен приводить кзавышенным значениям ld, извлекаемых из данныхэкспериментов, проведенных при низких фототокахдиодов.С целью оценки вносимой эффектом погрешностинами было проведено Монте-Карло моделирование процесса диффузии ФНЗ по пленке ФПУ припониженных уровнях фототоков диодов. В работе мы приводим результаты такого моделирования(см. рисунок), показывающие, что погрешности в определении ld, обусловленные вышеописаннымэффектом “отраженного” тока, для ФПУ с актуальными параметрами являются не слишкомбольшими. Именно, характерная погрешность в определении объемной длины диффузии ФНЗ вматериале абсорбера, связанная с латеральным “переносом” ФНЗ при их “скользящем отражении” отдиодов, для актуальных случаев составляет ~20-25%.