第四章非平衡载流子介绍.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ③稳态扩散+漂移: 稳态连续性方程 稳态扩散+均匀电场,均匀半导体 扩散长度—仅考虑扩散, 非平衡子深入样品的平均距离. 牵引长度—仅考虑漂移, 非平衡子在τ时间内所通过的距离. ④注入少子脉冲 ?考虑扩散: ? =0; G+=0 ?扩散+漂移: G+=0; +均匀电场 图5-19 ⑤ 稳态下的表面复合: ? =0; 稳态; 体内产生,表面复合. 图5-20 本章-书上第五章的删略 §5.4 复合理论 × 4. 俄歇复合 × §5.5 陷阱效应 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 非平衡载流子的寿命: τ =Δp/U ③ 小注入情况： △n,△p? (n0+p0 ) --小注入情况下,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: (假设Et在禁带下半部) ?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γ+ ?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. 一个例子: Au在硅中是深能级杂质,形成双重能级，是有效复合中心作用: 掺金可以大大缩短少子的寿命. ? n型硅: 净复合率取决于空穴俘获率--受主能级EtA起作用,[电离受主(Au-)俘获空穴,完成复合]. ? p型硅: 净复合率取决于电子俘获率—施主能级EtD起作用,[电离施主(Au+)俘获电子,完成复合]. ④ 俘获截面 σ(cm2) 常用俘获截面σ来描述间接复合 :σ代表复合中心俘获载流子的本领--每个复合中心俘获载流子的有效面积 复合率（单位时间内俘获的载流子浓度)可表达为 U=△p/τ =Ntσ△p VT ?σ=1/Nt VTτ (强)n型,非平衡子是空穴: τ+ = 1/Ntγ+ 空穴俘获截面 σ+ = γ+/VT (强)p型,非平衡子是电子: τ- = 1/Ntγ- 电子俘获截面 σ- = γ-/VT ★ 表面复合 表面态--表面引起的附加电子状态(表面周期势场的中断, 表面杂质,表面缺陷) 表面态可以起复合中心作用. 表面复合率US –单位时间,通过单位表面积复合掉的电子-空穴对. US=S(△p)S 通常用表面复合速度来描写表面复合作用的大小: S[cm/s] 当 U= NtSσ ? (△p) SVT 则有 S= NtSσVT 表面复合速度和稳态下非平衡子的分布: S=0 S0 S=∞ 带间俄歇复合 图5-10 (a),(d) ★ Auger复合 带间Auger复合的定性图象 §4 载流子的扩散和漂移 (1)??? 非平衡载流子的一维稳定扩散 (2) 载流子的漂移和扩散 ★ 一维稳定扩散 扩散—由粒子浓度的不均匀引起的粒子定向运动 ⑴扩散定律: n型半导体,讨论少子空穴的一维扩散. 空穴扩散流密度S+[1/(cm2·s)] D--扩散系数 [c