非平衡载流子

.不平衡托架、非equilibriumCarrier、第5章、主要内容：*了解不平衡载波概念，了解不平衡载波生成和电导率的不平衡载波影响。*了解不平衡载波寿命概念，了解随时间变化的不平衡载波浓度以及常用的寿命测量方法。*您可以理解准费米能级概念，并使用它来表示非平衡状态的载流子浓度，测量半导体偏离平衡状态的程度。*掌握多个复合机构和复合理论。*理解陷阱的概念和陷阱效果。*载波扩散和漂移行为理解爱因斯坦关系和小数载波顺序的方程连续性方程。5.1非平衡载流子注入和复合，热平衡状态的半导体，在一定温度下载流子浓度恒定。在平衡载体、非简并条件下，半导体的热平衡标准：当半导体有外部作用时，与平衡状态发生偏差，载体浓度比变化no和po部分，即不平衡载体。第一，不平衡载波生成，1 .光注入，2 .电注入(PN接头正向工作时)，3 .不平衡载流子浓度的表示通常使用n，p生成，达到动态平衡后：n0，P0在热平衡时电子浓度和孔浓度，n，p不是子浓度。对于等块材质：不平衡载波浓度为：n=p，热平衡n0p0=ni2，不平衡时NP Ni2，n型：n-不平衡多子项，p-不平衡子项，p型：p-不平衡多子项，n-不平衡子项，注意：n，p-不平衡载波浓度，n0，P0-热平衡载波浓度，n，p-不平衡时间导向带电子浓度和带原子的气穴浓度，4。大注入，小注入，n型：K，n类型：P0 n生成。 VR，t，0，半导体中的非平衡载波生存时间称为非子寿命。净复合性，(3)非子项的平均寿命；t=0时停止照明；t=t时，非子项的浓度为p(t)；t=t时，非子项的浓度为p(t)；t时间间隔内，非子项的减少量：p (t)-p，在，c是积分常数，t=0时，0，t，非次平均寿命：t=小时，非次浓度降低：，5.3准费米水平，1，非平衡电子和空穴分别是热平衡状态准平衡状态：原子量和导频电子的情况下，分别是基本平衡状态，尽管导频带和价格带之间存在不平衡。2，不平衡状态下的载波浓度，1 .表达式：热平衡状态：不平衡时：非子时间：准费米能量级别距离原始EF越远，2 .准费米能级的位置，同样：n型材料，n型材质：略高于EF，(因为-pp0)，p型材质：略低于EF，小于EF，n型，Ec，ev，efn，EFp，3 .不平衡浓度乘积和平衡状态的浓度乘积，ni2，EFn，EFP的差距离平衡越大。5.4复合理论，内部交互导致了微观过程之间的平衡，即从不平衡到平衡的过度平衡，即非子复合。复合理论是统计理论。，直接复合：Eg、Ev、Ec、按复合发生的位置，表面复合，体内复合，按发射能量形式，光子发射，俄格复合，声子发射，发射复合，发射复合，发射复合，2，非子系的直接复合，1。复合率和生成率，(1)复合率：单位时间，单位体内复合载体对(电子-孔对)，测量用(个)/scs3，R(还原)表示，RNP，R，n=n0，p=p0时rn0p0=热平衡状态下的单位时间，单位体积为复合电子，孔对数，直接复合，Rd为复合比率，Rd=rdnp不平衡，Rd=rdn0p 0热平衡，单位时间，单位体积生成的载流量，用g表示，在非储备条件下，发生概率不受载波浓度n和p的影响，因此生成率基本相同，只是温度的函数，与n，p无关。(n=n0，p=p0)，G，不平衡状态下的生成率，热平衡状态下的生成率，热平衡状态下的复合率，即，(生成率g只是温度的函数，与n，p无关)，非子寿命，ud，讨论：(1)，小信号，电导率高，寿命短，(2)，大信号，本半导体：只有非子关系是常数，一般而言，带隙(lacp)小，直接结合的概率短，半导体杂质和缺陷在禁带中所具有的能量水平，不仅会对导电性有很大影响，还会对比亚的寿命有很大影响。一般来说，杂质和缺陷越多，寿命越短。也就是说，它起到促进非子复合的作用。这种促进复合的杂质和缺陷称为复合中心。间接复合是非子系通过复合中心的复合，EC，ev，(一)，(二)，但也存在上述两个逆过程，间接复合是统计过程。电子是EC et，(甲)，(b)，(c)，(丁)，电子捕获电子发射孔捕获电子捕获率：电子生成率：孔捕获率：孔发射率：rn=rnn(nt-nt)gn=s-ntrp=rppntgp=s(nt-nt)，2 .在复合正常状态下，复合中心的电子浓度，稳定时，甲、乙、丙四个过程必须保持复合中心的电子数不变。也就是说，nt是常数，甲=丙(电子积累等于电子减少)，复合中心的电子浓度，3 .肝连接性的复合率u和寿命，合成达到正常状态时，导带减少的电子数等于原子价带减少的共点数。导带失去一个电子，原子价带失去一个洞，电子和洞通过复合中心构成一对复合。不平衡载波净复合率是：a-b=c-ding，通过复合中心的净复合率的普遍公式，寿命和复合中心浓度成反比。不平衡载波寿命：4，有效复合中心，位于禁止区中心附近的深层是Si中形成的Cu、Fe、Au等杂质引起的深层，有效复合中心。5，捕获截面，载波热运动速度，接触复合中心并捕获的概率很大，可以在复合率u的公式中用作rn和RP的捕获截面，实验证明在掺杂Ge中，Mn，Fe，Co，Au，Cu，Ni等可以形成复合中心；在Si中，Au、Cu、Fe、Mn、In等可以形成复合中心。通常，复合中心的捕获截面为10-13到10-17c m2，eg: AU掺杂在Si中，倾角级别为2级：EtA由导带下0.54eV的主级别EtD确定，原子价带上0.35eV的诗主级别，AU-，AU，n，4，曲面复合，1。表面复合率us，表面电子水平：表面吸附杂质或其他损伤形成的缺陷状态，us:单位时间通过单位表面积的不平衡载波，单位：个/scm2，表面能量级别，具有促进表面上载波复合的功能，表面复合也是间接复合形式。样例曲面单位体积的托架数(曲面的非子强度1/cm3)、个/cm3、cm/s、个/scm2、S比例系数、表示曲面组合强度的速度测量和曲面组合速度。2 .考虑影响表面复合的因素和寿命表达、(1)表面粗糙度、(2)表面积和总体积的比率、(3)表面的清洁度、与化学气氛相关的表面复合后，总复合概率为：(表面体内)、5.5陷阱效果，一，陷阱：EcEtEv，所有杂质能级具有积累非子级，即陷阱效果的作用。但如果堆积的非子和引导带，就等于原子带的非子，那就很重要了。对于杂质，电子的捕获能力远超过捕获空洞的能力，称为电子陷阱。，对中的杂质，捕获鱼子酱的能力比捕获电子的能力高。相应的杂质和缺陷在陷阱中心，第二，陷阱效果的分析，1 .根据间接复合理论，陷阱效果的载体浓度为稳态杂质能级的电子数，即陷阱的电子积累浓度nt:根据复合中心理论，对陷阱效果进行定性讨论。陷阱的非亚积累浓度，即不平衡时的电子变化。为了捕获电子，电子陷阱，鱼子酱陷阱，2 .陷阱对电子电导的间接贡献是在没有陷阱的情况下：使用电子陷阱后：以p型，电子为例，当非电子的孩子(电子)落入陷阱时，一个或多个子(空洞)必须与它保持电气中立。陷阱中