The Influence of Deep Levels on Photoemomry Effect in Structures with a Potential Barrier

Abstract

The residual dimensional photoconductivity in semiconductors with surface depletion layers and deep levels in the space charge region (SCR) are investigated. In this case the residual surface photoconductivity is caused by photoionization of the surface electron states (SS) and deep levels in the SCR, when the thermal transitions between SS and permitted bands of semiconductor can be neglected. The final expressions for the steady-state value of the dimensional photoconductivity and kinetics of its relaxation at the moment immediately after the light is switched on are compared with the experimental results on epitaxial n-GaAs(Fe)–i-GaAs(Cr) structures. The spectral dependence of the photoionization cross-section for the deep level of iron in GaAs is obtained. The effect of a giant increase of the near-edge photoionization cross-section associated with phototransitions between donor-acceptor pairs is detected. Die ausgedehnte Restphotoleitfahigkeit in Halbleitern mit Oberflachenverarmungsschichten und tiefen Niveaus in der Raumladungszone (SCR) wird untersucht. In diesem Fall wird die Oberflachenrestphotoleitung durch Photoionisation der Oberflachenelektronenzustande (SS) und tiefen Niveaus in der SCR verursacht, wenn die thermischen Ubergange zwischen SS und den erlaubten Bandern des Halbleiters vernachlassigt werden konnen. Die endgultigen Ausdrucke fur den stationaren Wert der ausgedehnten Photoleitfahigkeit und ihrer Relaxationskinetik zum Zeitpunkt unmittelbar nach Einschalten des Lichtes werden mit den experimentellen Ergebnissen an epitaktischen n-GaAs(Fe)–i-GaAs(Cr)-Strukturen verglichen. Die spektrale Abhangigkeit des Photoionisationswirkungsquerschnittes fur die tiefen Eisenniveaus in GaAs wird erhalten. Der Effekt eines Riesenanstiegs der Photoionisationswirkungsquerschnitte an der Bandkante verbunden mit Photoubergangen zwischen Donator-Akzeptor-Paaren wird nachgewiesen.