半导体物理 3精要.ppt

第三章 非平衡状态下半导体体材的特性Semiconductor Properties at Non-equilibrium 载流子的漂移输运现象Carrier Transport by Drift 载流子传导过程的微观观念Microscopic concepts of Carrier conduction process 传导性迁移率Conductivity Mobility 迁移率与温度和掺杂的关系Mobility Versus Temperature and Doping 电导率方程The Conductivity Equation 载流子的扩散输运现象Carrier Transport by Diffusion 费克第一定律Fick’s First Law 静电势表示的载流子密度Carrier Densities in Terms of Electrostatic Potential 爱因斯坦关系The Einstein Relation 布尔兹曼关系The Boltzmann Relation 输运方程The Transport Equation 载流子复合的基本概念Basic Carrier Recombination Concepts 过剩载流子Excess Carriers 两种复合 -产生机制Two Recombination - Generation Mechanisms 载流子寿命Carrier Lifetime 连续性方程The Continuity Equation 连续性方程的导出Deriving the Continuity Equation 连续性-输运方程的几种特解The Particular Solutions of Continuity -Transport Equation 第一种情况 第二种情况 第三种情况 第四种情况 第五种情况 第六种情况 表面复合速度Surface Recombination Velocity 电中性的背离 Deviations From Neutrality 介电弛豫Dielectric Relaxation 少数载流子注入 Minority - Carrier Injection 泊松方程Poisson’s Equation 德拜长度Debye Length Semiconductor Physics Chapter 3 同时包含积累项和产生项的情况，一种实际上常见的牵涉到过剩载流子与时间相关的重要情况，其物理示意如下图 Semiconductor Physics Chapter 3 N 非均匀掺杂的薄半导体样品，遭受能量足以产生载流子对的渗透性辐射 Semiconductor Physics Chapter 3 整个样品中存在均匀的过剩载流子密度n‘ 和 p’ ，由此造成图示结果： t = 0 t = t’ τ t 时间 Semiconductor Physics Chapter 3 过剩空穴浓度 p 作为时间的函数可分段解释如下： t = t 之前，样品处于热平衡状态； t = t 时刻，稳态辐射源开启； Semiconductor Physics Chapter 3 t = 0 时刻，稳态辐射源关闭，过剩载流子密度以某种方式衰减，最终重建热平衡。 我们要寻求的正是过剩载流子密度衰减的方式 Semiconductor Physics Chapter 3 针对第五种情况，连续性-输运方程化为 分离变量后积分，并应用上述边界条件，给出 Semiconductor Physics Chapter 3 一种包含积累项、扩散项和产生项的更真实的实际情况 Semiconductor Physics Chapter 3 光照线 N 型硅样品 ? 光辐射源 Semiconductor Physics Chapter 3 为便于讨论，作如下假定： ① 入射光无横向尺度； ② 入射光渗透距离等于样品厚度； ③ 光闪时间极短，可与过剩载流子的寿命比拟。 Semiconductor Physics Chapter 3 先考虑不存在电场时的情况，连续性 - 输运方程的形式为 Semiconductor Physics Chapter 3 如果光闪引入的过剩空穴的总数（不是过剩空穴浓度，而是过剩空穴数）为 ? 的话，则解为 即典型的高斯分布函数。 Semiconductor