半导体物理学第5章

半导体物理SEMICONDUCTORPHYSICS平衡载流子满足费米－狄拉克统计分布过剩载流子不满足费米－狄拉克统计分布2innp且公式不成立载流子的产生和复合：电子和空穴增加和消失的过程过剩载流子过剩载流子和电中性平衡时过剩载流子电中性：小注入条件0000,,pnnnnppp小注入条件：注入的非平衡载流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小的多N型材料P型材料小注入条件9310/npcm14310/,DNcm例：室温下一受到微扰的掺杂硅，判断其是否满足小注入条件？1432630010/,/10/DiDnNcmpnNcm93143000,10/10/nnnnpcmncm解：满足小注入条件！（）0pp注：（1）即使在小注入的情况下，非平衡少数载流子浓度还是可以比平衡少数载流子浓度大的多（2）非平衡少数载流子起重要作用，非平衡载流子都指非平衡少数载流子非平衡载流子寿命•假定光照产生和，如果光突然关闭，和将随时间逐渐衰减直至0，衰减的时间常数称为寿命，也常称为少数载流子寿命•单位时间内非平衡载流子的复合概率•非平衡载流子的复合率1/npnp/p准费米能级当半导体的热平衡状态被打破时，新的热平衡状态可通过热跃迁实现，但导带和价带间的热跃迁较稀少导带和价带各自处于平衡态，因此存在导带费米能级和价带费米能级，称其为“准费米能级”00CFnFpVEEkTCEEkTVnNepNe复合直接复合间接复合Auger复合Rrnp（禁带宽度小的半导体材料）（窄禁带半导体及高温情况下）（具有深能级杂质的半导体材料）产生直接产生R-G中心产生载流子产生与碰撞电离陷阱效应•当半导体处于非平衡态时，杂质能级具有积累非平衡载流子的作用，即具有一定的陷阱效应–所有杂质能级都具有陷阱效应–具有显著陷阱效应的杂质能级称为陷阱；相应的杂质和缺陷称为陷阱中心–杂质能级与平衡时的费米能级重合时，最有利于陷阱作用