非平衡载流子 (2).ppt

2．典型样品的分析(1)厚样品WLpW＞＞Lpxhν边扩散边复合第94页，共134页，星期日，2025年，2月5日若：电子俘获系数空穴俘获系数第62页，共134页，星期日，2025年，2月5日第63页，共134页，星期日，2025年，2月5日当时，最小,复合率ui极大位于禁带中央的深能级是最有效的复合中心第64页，共134页，星期日，2025年，2月5日●如果Et?Ec，那么由Ec—Et决定的n1大，n1决定发射电子的产生率Qn=rnntn1大，电子容易从Et能级上发射出去，进入导带，un=Rn—Qn?，●如果Et?EV，那么p1?，Et能级向价带发射的空穴数?，Et上净俘获的空穴几率up?。浅能级不能起有效的复合中心的作用第65页，共134页，星期日，2025年，2月5日四、表面复合—-半导体表面发生的复合过程1．表面复合率usus：单位时间流过单位表面积的非平衡载流子，单位：个/s·cm2：为样品表面处单位体积的非子数(表面处的非子浓度1/cm3)少子的寿命受半导体的形状和表面状态的影响第66页，共134页，星期日，2025年，2月5日个/scm2个/cm3cm/sS比例系数，表征表面复合的强弱，具有速度的量纲，称为表面复合速度。第67页，共134页，星期日，2025年，2月5日2．影响表面复合的因素及寿命表示式(1)表面粗糙度(2)表面积与总体积的比例(3)与表面的清洁度、化学气氛有关在考虑表面复合后，总的复合几率为：第68页，共134页，星期日，2025年，2月5日五、俄歇复合－－非辐射复合载流子从高能级向低能级跃迁，发生电子－－空穴复合时，将多余的能量传给另一载流子，使此载流子被激发到能量更高的能级上去，当它重新跃迁回低能级时，多余的能量以声子形式放出。第69页，共134页，星期日，2025年，2月5日n型p型俄歇复合杂质带第70页，共134页，星期日，2025年，2月5日§5.4陷阱效应

陷阱效应：杂质能级积累非平衡载流子的作用。所有杂质能级都有一定的陷阱作用。陷阱：有显著陷阱效应的杂质能级。陷阱中心：相应的杂质和缺陷称为陷阱中心。第71页，共134页，星期日，2025年，2月5日对于的杂质，电子的俘获能力远大于俘获空穴的能力，称为电子陷阱。●●对于的杂质，俘获空穴的能力远大于俘获电子的能力，称为空穴陷阱。一、陷阱效应的类型第72页，共134页，星期日，2025年，2月5日二、陷阱效应的分析1．陷阱效应中的载流子浓度陷阱上的电子浓度nt复合中心理论可用来分析有关陷阱效应的问题第73页，共134页，星期日，2025年，2月5日为陷阱上的非子浓度为俘获电子，电子陷阱为俘获空穴，空穴陷阱nt0稳定时陷阱上的电子浓度第74页，共134页，星期日，2025年，2月5日第75页，共134页，星期日，2025年，2月5日2．陷阱上的电子对电导的间接贡献没有陷阱时：有电子陷阱后：第76页，共134页，星期日，2025年，2月5日第77页，共134页，星期日，2025年，2月5日三、有效陷阱效应假设电子陷阱，rnrp第78页，共134页，星期日，2025年，2月5日当：俘获的电子最多第79页，共134页，星期日，2025年，2月5日最大时，电子陷阱最有效第80页，共134页，星期日，2025年，2月5日●当EtEF时，Ec－Et小，n1大，电子从Et激发到Ec的几率大；●当EtEF时，在热平衡态时，Nt中大部分已被电子占有，空穴很少，??nt小，不起陷阱作用?对电子陷阱，EF以上的能级，越接近EF,陷阱效应越显著。EF以下的能级，不起陷阱作用。第81页，共134页，星期日，2025年，2月5日电子陷阱是存在于P型材料中空穴陷阱是存在于N型材料中实际上遇到的常是少数载流子的陷阱效应电子落入陷阱后，基本不直接与空穴复合，它们必须首先被激发至导带，再通过复合中心而复合陷阱增长了从非平衡态恢复到平衡态的时间第82页，共134页，星期日，2025年，2月5日四、饱和陷阱以电子陷阱为例：达到平衡时：电子俘获率=电子产生率第83页，共134页，星期日，2025年，2月5日要达到饱和：第84页，共134页，星期日，2025年，2月5日●n很大，可以忽略n1