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文档简介

1、半导体物理 载流子的扩散运动,1,扩散,粒子无规则的热运动引起粒子由高浓度向低浓度扩散有规则的运动,2,非平衡载流子扩散,均匀掺杂的n型半导体，由于电中性的要求，各处电荷密度为零，载流子均匀分布没有浓度差异，不会发生载流子的扩散运动。 适当波长照射n型半导体，在n型半导体表面薄层内产生非平衡载流子，n型半导体内部非平衡载流子很少，既非平衡载流子由于浓度差由外向内扩散。,3,空穴扩散运动,一维情况下以空穴的扩散运动为例： 扩散流密度：（单位时间通过单位截面积的粒子数）,4,扩散定律,比例系数Dp称为空穴扩散系数，它反映了非平衡少数载流子扩散本领。 负号表示空穴自浓度高的地方向浓度低的地方扩散。,

2、5,一维条件下稳态方程扩散方程,单位时间在单位体积内积累的空穴数： 单位时间单位体积内积累的电子数稳态时，积累=损失,6,一维稳态方程的普遍解： 其中 Lp标志着非平衡载流子深入样品的平均距离，成为扩散长度。,7,样品足够厚：x趋于无穷大， p=0。因此，B=0。即：当x=0时， ，将他带入上式，得到A=扩散流密度:,8,样品厚度一定： 样品厚度为W，在x=w处， p=0，x=0处， 将两个条件带入稳态方程普遍解得到： 两方程联立得到：,9,当W远小于p时，上式可简化为： 浓度梯度： 扩散流密度：,10,三维情况下浓度梯度矢量为 。载流子在各个方向的扩散系数相同，扩散定律的形式： 单位体积内空穴的率： 单位时间在单位体积内由于复合而消失的空穴数：,11,扩散电流密度,空穴的扩散电流密度： 电子的扩散电流密度：,12,球坐标下空穴扩散运动,球坐标稳态扩散方程： 令 得到衰减解为： 沿径向的扩散密度在数值等于：,13,上式与样品足够厚扩散密度相比较： 探针注入扩散密度式子中多了一项 表明离子注入效率要高很多。 原因为:平面情况下，浓度梯度完全依靠载流子进入半导体内的复合；球对称情况下，径向运动引起载流子的疏散，造成浓度梯

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