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非平衡载流子的扩散非平衡载流子的扩散1、一维稳定扩散浓度不均匀而引起的载流子（电子或空穴）的迁移设非平衡载流子（空穴）沿x轴方向的分布为p(x)，则非平衡载流子的浓度梯度为：半导体内各点的载流子浓度不随时间而改变的扩散过程稳态扩散：扩散：即当陷阱能级与费米能级重合时,最有利于陷阱的作用,俘获的非平衡载流子最多:

对于再低的能级,平衡时已被电子填满,因而不能起陷阱作用.在费米能级以上的能级,平衡时基本上是空着的,适合陷阱的作用,但能级越高,电子被激发到导带的几率rnn1越大.因此对电子陷阱来说,费米能级以上的能级,越靠近费米能级,陷阱作用越明显.从以上分析可知,对于电子陷阱,电子落入陷阱后,基本上不能直接与空穴复合,它们必有首先被激发到导带,然后才能再通过复合中心而复合材料,相对于从导带俘获电子的平均时间而言,陷阱中的电子激发到导带子所需的平均时间要长得多,因此,陷阱的存在大大增长了从非平衡态恢复到平衡态的时间.3.陷阱效应对载流子寿命的影响

附加光电导率为：设

n和

p

分别为导、价带中非平衡载流子浓度，陷阱中的非平衡载流子浓度是

nt

，考虑电中心条件,有：上式说明,虽然陷阱中的电子本射不能参与导电,但仍间接地反映于附加电导率中.由于非平衡载流子随指数规律衰减,因此附加光电导率也应随指数规律衰减.但当有陷阱存在时,由于陷阱中的非平衡载流子并不随指数规律复合,因此附加光电导率也偏离随指数衰减规律.右图:P型硅的附加电导衰减规律研究表明,P型硅中存在两种陷阱:衰减开始时,两种陷阱都基本饱和(被电子占满),导带中尚有相当数目的非平衡载流子.图中,A部分主要是导带子中电子复合衰减所致;B部分主要是浅陷阱电子的衰减所致;C部分主要是深陷阱中的电子衰减所致.显然,陷阱的存在将影响对导带寿命的测量,因而在光电导衰减实验中,为了消除陷阱效应的影响,常常在脉冲光照的同时再加上恒定的光照,使陷阱始终处于饱和状态.用sp(x)表示空穴扩散流密度，则一维情况下，沿x方向的扩散流密度为：Dp表示空穴扩散系数，单位：cm2/s在浓度梯度方向单位时间内通过单位面积的非平衡载流子数。扩散流密度：xxx+x显然单位时间内在x~x+x范围内积累的空穴数为：公式x很小时，上式可以写为：在x处单位时间单位体积内积累的空穴数：－－－－稳态扩散方程而在x处单位时间单位体积内复合的空穴数：即:在稳态

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