半导体物理学第五章.ppt

* * * * * * * * * Nt A.电子俘获率 ① B.电子产生率 ② C.空穴俘获率 ③ D.空穴产生率 ④ 电子俘获系数， 电子激发几率 空穴俘获系数， 空穴激发几率 单位: 产生率， 俘获率 (1/cm3?s) 俘获系数 (cm3/s), 激发几率 (1/s) * * 热平衡时： 热平衡时： 非简并条件下， 定义： A.电子俘获率 B.电子产生率 C.空穴俘获率 D.空穴产生率 简化参数： ② 求非平衡载流子的净复合率 稳定情况下: nt=常数 即 A+D=B+C, 由此方程可求出nt 非平衡载流子的净复合率： U=A-B=C-D. 得到: * * 非平衡载流子的寿命: 小注入条件下： --小注入条件下,非平衡子寿命与非平衡子浓度无关. * * 小注入情况下,讨论τ随载流子浓度及复合中心能级Et的变化: ?强n型 (EC-EF)(Et-EV) 起决定作用的是:复合中心对少子空穴的俘获系数 * * * * ?弱n型 (EC-EF)(Et-EV) (高阻型） ?强p型 (EF-EV)(Et-EV) ?弱p型 (EF-EV)(Et-EV) (高阻型） * * 对间接复合讨论的主要结果: a. τ ∝ 1/Nt b. 有效复合中心—深能级杂质 c. 一般情况下(强n型材料,强p型材料), 寿命与多子浓度无关, 限制复合速率的是少子的俘获. * * * * 带间俄歇复合 图5-10 (a),(d) 带间Auger复合的定性图象 俄歇复合：在重掺杂半导体中，俄歇复合是主要的复合机制。 （5）Auger复合 （6）半导体类型 * * * * 本章-书上第五章的删略 × §5.5 陷阱效应 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 半导体器件 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics 半导体器件 半导体器件 第四章 非平衡载流子 §1 非平衡载流子的注入与复合 §2 非平衡载流子的寿命 §3 准费米能级 §4 复合理论 §6 载流子的扩散运动 §7 载流子的漂移运动 爱因斯坦关系式 §8 连续性方程 * * 热平衡状态下的载流子称为平衡载流子 非简并半导体处于热平衡状态的判据式 （只受温度T影响） §1 非平衡载流子的注入与复合 由于受外界因素如光、电的作用，半导体中载流子的分布偏离了平衡态分布，称这些偏离平衡分布的载流子为过剩载流子，也称为非平衡载流子 ①引入非平衡载流子(过剩载流子)的过程---非平衡载流子的注入(injection) 最常用的注入方式:光注入,电注入. 非平衡载流子的光注入 平衡时 过剩载流子 电中性： 平衡载流子满足费米－狄拉克统计分布 过剩载流子不满足费米－狄拉克统计分布 且公式 不成立 小注入条件：注入的非平衡载流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小的多 N型材料 P型材料 例：室温下一受到微扰的掺杂硅， 判断其是否满足小注入条件？ 解： 满足小注入条件！（ ） 注：（1）即使在小注入的情况下，非平衡少数载流子浓度还是可以比平衡少数载流子浓度大的多 （2）非平衡少数载流子起重要作用，非平衡载流子都指非平衡少数载流子 ②非平衡载流子的复合:当外界因素撤除,非平衡载流子逐渐消失,(电子-空穴复合),体系由非平衡态回到平衡态. 热平衡是动态平衡. 当存在外界因素,产生非平衡载流子,热平衡被破坏. 稳态—当外界因素保持恒定,非平衡载流