中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè)-文庫(kù)吧在線(xiàn)文庫(kù)
【正文】 emiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ② 求非平衡載流子的 凈復(fù)合率 ? 穩(wěn)定情況下 : nt=常數(shù) 即 A+D=B+C, 由此方程可求出 nt ? 非平衡載流子的 凈復(fù)合率 ： U=AB=CD. 得到 : 211()( ) ( )tiN np nUn n p p??????????? ? ?3/5/2023 31 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ? 非平衡載流子的壽命 : τ =Δ p/U ③ 小注入情況 ： △ n,△ p171。 ? 外界因素 產(chǎn)生 非平衡子 . 3/5/2023 63 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ? 單位體積中 少子載流子隨時(shí)間的變化率 : 此即連續(xù)性方程 . 是研究半導(dǎo)體器件原理的基本方程之一 . 2222p p p E pD E p Gt x x xn n n E nD E n Gt x x x??????? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?3/5/2023 64 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ★ 連續(xù)性方程 的應(yīng)用 ① 非平衡子的復(fù)合 : t=0時(shí) ,光照停止 。 穩(wěn)態(tài) 。 ? =0。 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程 . ⑸ 三維情況 : 3/5/2023 57 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ★ 載流子的漂移和擴(kuò)散 ① 總電流密度 : =漂移電流 +擴(kuò)散電流 ( ) ( ) ( ) ( )dr di dr diJ J JJ J J J??? ? ? ???? ? ? ?3/5/2023 58 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ? 一維情況下 ,則有 : 或 dn dpJ e n E e D e p E e Ddx dx??? ? ? ?? ? ? ?d n d pJ e n E e D e p E e Ddx dx? ? ? ???? ? ? ?3/5/2023 59 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) J+ J+ J J N型半導(dǎo)體 藍(lán) 擴(kuò)散電流 ,紅 漂移電流 圖 516 3/5/2023 60 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ②愛(ài)因斯坦關(guān)系 : 非簡(jiǎn)并情況下 ,載流子遷移率和擴(kuò)散系數(shù)之間滿(mǎn)足 D/μ= D+/μ+ =kT/e 圖 517 3/5/2023 61 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) (1) 連續(xù)性方程 (2) 連續(xù)性方程的應(yīng)用 ? 連續(xù)性方程：在半導(dǎo)體材料中同時(shí)存在載流子的漂移、擴(kuò)散、復(fù)合和產(chǎn)生時(shí)，描述這些作用的總體效應(yīng)的基本方程。 5 連續(xù)性方程 3/5/2023 1 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) (1) 非平衡載流子 (2) 非平衡載流子的注入與復(fù)合 (3) 非平衡載流子的壽命 3/5/2023 2 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ★ 非平衡載流子 ? 熱平衡狀態(tài) : n0,p0 (載流子濃度的乘積僅是溫度的函數(shù) ) ? 非平衡載流子 (過(guò)剩載流子 ) – 比平衡狀態(tài)多出來(lái)的這部分載流子 : △ n,△ p n= n0+ △ n, p= p0 +△ p 2gEkTi c vnp n N N e???3/5/2023 3 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) 圖 51 3/5/2023 4 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ★ 非平衡載流子的注入與復(fù)合 ? ① 引入非平衡載流子 (過(guò)剩載流子 )的過(guò)程非平衡載流子的 注入 (injection) ? 最常用的注入方式 :光注入 ,電注入 . 光注入 : △ n=△ p ? 通常討論 小注入 : △ n,△ p171。 2 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí) 167。 (n0+p0 ) 小注入情況下 ,非平衡子壽命與非平衡子濃度無(wú)關(guān) . 0 1 0 100( ) ( )()tn n p ppU N n p?????????? ? ?????3/5/2023 32 Semiconductor Physics 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專(zhuān)業(yè) ? 小注入情況下 ,討論 τ隨載流子濃度及復(fù)合中心能級(jí) Et的變化 : (假設(shè) Et在禁帶下半部 ) ? 強(qiáng) n型 (ECEF)(EtEV) 起
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