中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè)(完整版)
【正文】 決定作用的是 :復(fù)合中心對少子空穴的俘獲系數(shù) γ + 1tN??? ????3/5/2023 33 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) 3/5/2023 34 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) ? 弱 n型 (ECEF)(EtEV) (高阻型） ? 強(qiáng) p型 (EFEV)(EtEV) ? 弱 p型 (EFEV)(EtEV) (高阻型） 101tpNn?? ?? 1tN??? ???? 101tpNp?? ??3/5/2023 35 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) ? 對 間接復(fù)合 討論的主要結(jié)果 : a. τ ∝ 1/Nt b. 有效復(fù)合中心 — 深能級雜質(zhì) c. 一般情況下 (強(qiáng) n型材料 ,強(qiáng) p型材料 ), 壽命與多子濃度無關(guān) , 限制復(fù)合速率的是少子的俘獲 . 3/5/2023 36 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) ? 一個(gè)例子 : Au在硅中是深能級雜質(zhì) ,形成雙重能級，是有效復(fù)合中心作用 : 摻金可以大大縮短少子的壽命 . ? n型硅 : 凈復(fù)合率取決于空穴俘獲率 受主能級 EtA起作用 ,[電離受主 (Au)俘獲空穴 ,完成復(fù)合 ]. ? p型硅 : 凈復(fù)合率取決于電子俘獲率 —施主能級 EtD起作用 ,[電離施主 (Au+)俘獲電子 ,完成復(fù)合 ]. 3/5/2023 37 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) 3/5/2023 38 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) ④ 俘獲截面 σ(cm2) ? 常用俘獲截面 σ來描述間接復(fù)合 :σ代表復(fù)合中心俘獲載流子的本領(lǐng) 每個(gè)復(fù)合中心俘獲載流子的有效面積 ? 復(fù)合率（單位時(shí)間內(nèi)俘獲的載流子濃度 )可表達(dá)為 U=△ p/τ =Ntσ△ p VT ?σ=1/Nt VTτ 3/5/2023 39 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) ? (強(qiáng) )n型 ,非平衡子是空穴 : τ+ = 1/Ntγ + 空穴俘獲 截面 σ+ = γ +/VT ? (強(qiáng) )p型 ,非平衡子是電子 : τ = 1/Ntγ 電子俘獲 截面 σ = γ /VT 3/5/2023 40 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) ★ 表面 復(fù)合 ? 表面態(tài) 表面引起的附加電子狀態(tài) (表面周期勢場的中斷 , 表面雜質(zhì) ,表面缺陷 ) 表面態(tài)可以起復(fù)合中心作用 . ? 表面 復(fù)合率 US – 單位時(shí)間 ,通過單位表面積復(fù)合掉的電子 空穴對 . US=S(△ p)S ? 通常用 表面 復(fù)合速度來描寫 表面 復(fù)合作用的大小 : S[cm/s] 3/5/2023 41 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) )(0nsstpTs ppNVU ?? ?stpTlr NVS ??小注入表面復(fù)合速度 小注入表面復(fù)合率 3/5/2023 42 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) ? 當(dāng) U= NtSσ ? (△ p) SVT 則有 S= NtSσVT ? 表面 復(fù)合速度和穩(wěn)態(tài)下非平衡子的分布 : S=0 S0 S=∞ 3/5/2023 43 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) 帶間俄歇復(fù)合 圖 510 (a),(d) 帶間 Auger復(fù)合的定性圖象 俄歇復(fù)合：在重?fù)诫s半導(dǎo)體中，俄歇復(fù)合是主要的復(fù)合機(jī)制。 G+=0。 體內(nèi)產(chǎn)生 ,表面復(fù)合 . 220ppDGx ????? ? ?? ? ??3/5/2023 70 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) 圖 520 3/5/2023 71 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) 3/5/2023 72 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) 020224exp4),(npppnpnnnpnpnpttDxtDNtxpppxpDxptp????????????????????????????（ 3） HaynesShockley實(shí)驗(yàn) 局部光脈沖在半導(dǎo)體樣品中產(chǎn)生過剩載流子，連續(xù)性方程如下 : 02]4 )(exp[4),( nppppn pttDtxtDNtxp ?????????加外場時(shí)： 3/5/2023 73 Semiconductor Physics 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系微電子專業(yè) Haynes
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