第五章非平衡载流子详解演示文稿.pptVIP

若： 电子俘获系数 空穴俘获系数 当前第62页\共有129页\编于星期三\9点 当前第63页\共有129页\编于星期三\9点 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 当前第64页\共有129页\编于星期三\9点 ● 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 当前第65页\共有129页\编于星期三\9点 四、表面复合 —- 半导体表面发生的复合过程 1．表面复合率us us：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 当前第66页\共有129页\编于星期三\9点 个/s cm2 个/cm3 cm/s S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。 当前第67页\共有129页\编于星期三\9点 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： 当前第68页\共有129页\编于星期三\9点 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。 当前第69页\共有129页\编于星期三\9点 n 型 p 型 俄歇复合 杂质带 当前第70页\共有129页\编于星期三\9点 §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。 当前第71页\共有129页\编于星期三\9点 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 当前第72页\共有129页\编于星期三\9点 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 当前第73页\共有129页\编于星期三\9点 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 当前第74页\共有129页\编于星期三\9点 当前第75页\共有129页\编于星期三\9点 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： 当前第76页\共有129页\编于星期三\9点 当前第77页\共有129页\编于星期三\9点 三、有效陷阱效应 假设电子陷阱，rn rp 当前第78页\共有129页\编于星期三\9点 当： 俘获的电子最多 当前第79页\共有129页\编于星期三\9点 最大 时， 电子陷阱最有效 当前第80页\共有129页\编于星期三\9点 ●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。 当前第81页\共有129页\编于星期三\9点 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 当前第82页\共有129页\编于星期三\9点 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 当前第83页\共有129页\编于星期三\9点 要达到饱和： 当前第84页\共有129页\编于星期三\9点 ● n很大，可以忽略n1 ∵n=n0+?n，n很大，说明?n很大，大注入 ● n1很小，说明陷阱中心的位置远离导带 深陷阱和浅陷阱 Ec Ev Et1 Et2 当前第85页\共有129页\编于星期三\9点 t △p (△p)o/e τ τ’ ↓ 浅陷阱 ↓ 深陷阱 陷阱的存在影响对寿命的测量