ZKX's LAB

俄歇复合非平衡载流子寿命 半导体非平衡载流子的直接复合受禁带宽度的影响如何?

2020-09-30知识12

请问少子寿命和非平衡载流子浓度是什么关系?例如当知道少子的寿命为100微秒,产生率为10^18cm^(-3)/s^(-1),那么其非平衡载流子为多少? 这里的非平衡载流子指的就是非平衡载少子.虽然半导体受激发后也会产生非平衡多子,但决定半导体性质的是非平衡载少子.非平衡少子的数目=产生率*少子寿命=10^18cm^(-3)/s^(-1)*100us=10^14cm^(-3)这个可以从这个微分.

俄歇复合非平衡载流子寿命 半导体非平衡载流子的直接复合受禁带宽度的影响如何?

半导体非平衡载流子的直接复合受禁带宽度的影响如何? 这里要区分清楚两个问题:一是能带结构(直接带隙或者间接带隙),二是复合机理(直接复合或者间接复合)。GaAs是直接带隙半导体,复合机理主要是直接复合,则少数载流子寿命很短。直接复合的几率与禁带宽度有关,则禁带宽度越小的半导体,少数载流子寿命就越短。Si和Ge是间接带隙半导体,主要是依靠复合中心的间接复合机理,则寿命决定于复合中心的浓度和性质,与禁带宽度基本上无关。一般,间接复合的寿命都较长。所以,Si和Ge的载流子寿命比GaAs的长,虽然GaAs的禁带宽度较大。详见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的“纠正误解[1]—微电子概念”

俄歇复合非平衡载流子寿命 半导体非平衡载流子的直接复合受禁带宽度的影响如何?

什么是非平衡载流子的寿命呢?

俄歇复合非平衡载流子寿命 半导体非平衡载流子的直接复合受禁带宽度的影响如何?

非平衡载流子复合的机理 半导体中非平衡载流子的复合过程可以通过多种方式、即不同的复合机理来完成。这与半导体的能带结构紧密相关。对于具有直接跃迁能带(导带底与价带顶在Brilouin区的同一个k处)的GaAs、InSb、PbSb、PbTe等半导体,导带电子与价带空穴直接发生复合时没有准动量k的变化,可较容易地发生,这称为直接复合(竖直跃迁)的机理,这时非平衡载流子的寿命就由此直接复合过程来决定。而对于Si、Ge等具有间接跃迁能带(导带底与价带顶不在Brilouin区的同一个k处)的半导体,电子与空穴发生直接复合(非竖直跃迁)时将有动量的变化,则一般比较难于发生;但这类半导体如果通过另外一种因素的帮助,即可比较容易实现复合,这种起促进复合作用的因素往往是一些具有较深束缚能级(多半处于禁带中央附近)的杂质或缺陷中心,特称为复合中心。借助于复合中心的复合就称为间接复合(也称为Shockley-Read-Hall[SRH]复合),这时非平衡载流子的寿命就主要决定于复合中心的浓度和性质。关于非平衡载流子的复合,除了直接复合和间接复合以外,还有许多其它的复合机理,例如表面复合、Auger复合等。

半导体非平衡载流子的直接复合受禁带宽度的影响如何? 刘恩科半导体物理书上说禁带宽度越小越容易直接复合(对应低禁带宽度直接复合起主要作用),那么。详见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的“纠正误解[1]—微电子概念”

载流子的寿命 载流2113子寿命life time of carriers非平衡载流子在复合前的平均生存5261时间,是非平衡载流子寿命4102的简称。在热平衡情况下,电子和空穴1653的产生率等于复合率,两者的浓度维持平衡。在外界条件作用下(例如光照),将产生附加的非平衡载流子,即电子—空穴对;外界条件撤消后,由于复合率大于产生率,非平衡载流子将逐渐复合消失掉,最后回复到热平衡态。非平衡载流子浓度随时间的衰减规律一般服从exp(-t/τ)的关系,常数τ表示非平衡载流子在复合前的平均生存时间,称为非平衡载流子寿命。在半导体器件中,由于非平衡少数载流子起主导作用,因此τ常称为非平衡少数载流子寿命,简称少子寿命。τ值范围一般是10-1~103μs。复合过程大致可分为两种:电子在导带和价带之间直接跃迁,引起一对电子—空穴的消失,称为直接复合;电子—空穴对也可能通过禁带中的能级(复合中心)进行复合,称为间接复合。每种半导体的r并不是取固定值,将随化学成分和晶体结构的不同而大幅度变化,因此,寿命是一种结构灵敏参数。τ值并不总是越大越好。对于Si单晶棒和晶体管的静态特性来说,希望τ值大些。但是,对于在高频下使用的开关管,却往往需要掺杂(扩散金),以增加金。

什么叫非平衡载流子 用光的或电的方法对半导体施加外界作用,破坏了热平衡条件,使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态,则称为非平衡状态。处于非平衡状态的半导体,其载流子比平衡状态时多出来的那一部分载流子称为非平衡载流子

非平衡载流子复合的寿命 注入的非平衡载流子的复合不可能是瞬间完成的,需要经过一段时间;非平衡载流子通过复合而消亡所需要的时间,就称为非平衡载流子的复合寿命(简称为寿命)。寿命是非平衡载流子的一个重要特征参量,其大小将直接影响到半导体器件和IC的性能。与注入非平衡载流子的情况相似,对于从半导体中抽出了载流子的情况,当去掉外加抽取作用以后,在半导体内部将一定要通过某种过程(例如杂质、缺陷等产生载流子)来增加载流子、以恢复整个系统达到热平衡状态;这个过程也就相当于非平衡载流子的产生过程,所需要的平均时间就称为非平衡载流子的产生寿命。总而言之,对于处在非平衡状态的半导体(no po>;ni2,或no po),当导致偏离(热)平衡状态的因素去掉以后,在半导体内部就将会通过载流子的复合或者产生来调整其中总的载流子浓度,使得整个系统逐渐达到平衡(no po=ni2)。这样一个调整载流子浓度、使系统由非平衡状态过渡到平衡状态的过程所需要的时间,也就是非平衡载流子的寿命。注意,复合与产生,这是两个相反的过程,但是其机理有可能不同,因此,相应的寿命时间—复合寿命和产生寿命的长短也应该有所不同。

非平衡载流子寿命主要反映的是什么? 非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用(如光或电场)下内部的载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性

什么是非平衡少数载流子寿命? 在N型半导体中,当出现非平衡的电子和空穴时,其中的电子是非平衡多数载流子,空穴是非平衡少数载流子;P型半导体,出现非平衡载流子时,则相反,空穴是非平衡多数载流子,。

#载流子#电子#p型半导体#半导体产业#禁带宽度

随机阅读

qrcode
访问手机版