白光leds和半導體物理學-資料下載頁
2025-01-18 02:11本頁面
【正文】 右邊是單位體積 中的正電荷數(shù)，實際上是價帶中的空穴濃度與電離施主濃度之和。即可得： e xp( ) e xp( )1 2 e xp( )c F F v DcvDFoooE E E E NNNEEk T k TkT??? ? ? ????上式子中除 EF之外，其余各量均為已知，因而在一定溫度下可以將 EF決定出來。 但是從上式求 EF的一般解析式還是困難，下面分析不同溫度范圍的情況 低溫弱電離區(qū) ( ) l n ( )2 2 2c D o DFcE E k T NEN???1122( ) e x p ( ) ( ) e x p ( )2 2 2 2D c c D D c DoooN N E E N N Enk T k T? ?? ? ?中間電離區(qū) 施主雜質(zhì)有 1/3電離 強電離區(qū) l n ( )DF c oCNE E k TN??No=ND 過渡區(qū) 1 ()2DF i oiNE E k T s hn???22ioDDio o DDnnNNnp n NN??? ? ?P型半導體 低溫弱電離區(qū)： 12( ) l n( )2 2 2( ) e xp( )22v A o AFvAv AooE E k T NENNN EpkT??????強電離區(qū) （飽和區(qū)） ln2( ) e x p ( )AF v ovoAAAAAvoNE E k TNpNP D NNEDN k T????????過渡區(qū)： 12121221222()24( ) 1 ( 1 )224( ) 1 ( 1 )AF i oiiAoAiioAANE E k T shnnNpNnnnNN??????? ? ???????? ? ?????圖 8給出了不同摻雜情況下費米能級圖 強 p型中， NA大，導帶中電子最少，價帶中電子也最少。故可以說，強 p型半導體中，電子填充能帶的水平最低， EF也最低； 弱 p型中，導帶及價帶中電子稍多，能帶被電子填充的水平也稍高， EF也升高了； 本征半導體，無摻雜，導帶及價帶中載流子數(shù)一樣多； 弱 n型中，導帶及價帶中電子更多了，能帶被電子填充的水平也更高， EF升到禁帶中線以上； 強 n型中，導帶及價帶中電子最多，能帶被電子填充的水平最高， EF也最高。 第三章 半導體的導電性 V?3 21iiNT? ??3 2s T? ??e x p ( ) 1loohvkT?????????1 2 31 1 1 1? ? ? ?? ? ? ? 半導體內(nèi)部除了周期性勢場外，又存在一個附加勢場 從而使周期性勢場發(fā)生變化，由于附加勢場的作用，就會使能帶中的電子發(fā)生在不同 k狀態(tài)間的躍遷。此附加勢場產(chǎn)生的主要原因： (1)電離雜質(zhì)的散射 (2)晶格振動的散射 (3)其它因素引起的散射 遷移率與雜質(zhì)和溫度的關系 不同散射機構(gòu)，遷移率與溫度的關系為： (1)電離雜質(zhì)散射： (2)晶格振動散射：聲學波散射 光學波散射 由于任何時候都有幾種散射機構(gòu)同時存在 , 所以 第四章 pn結(jié) 內(nèi)建電場形成過程 電子將從費米能級高的 n區(qū)流向費米能級低的 p區(qū)，空穴則從 p區(qū)流向 n區(qū)，因而 EFn不斷下移，而 EFp不斷上移，直到 EFn=EFp時為止。這時 pn結(jié)中有統(tǒng)一的費米能級 EF， pn結(jié)處于平衡狀態(tài)，其能帶如圖 10(b)所示。能帶相對移動的原因是 pn結(jié)空間電荷區(qū)中存在內(nèi)建電場的結(jié)果。隨著從 n區(qū)指向 p區(qū)的內(nèi)建電場的不斷增加，空間電荷區(qū)內(nèi)電勢 V(x)由 n區(qū)向 p區(qū)不斷降低，而電子的電勢能 qV(x)則由 n區(qū)向 p區(qū)不斷升高，所以 p區(qū)的能帶相對于 n區(qū)上移，而 n區(qū)能帶相對 p區(qū)下移，直到費米能級處處相等時，能帶才停止相對移動， pn結(jié)達到平衡狀態(tài)，因此， pn結(jié)中費米能級處處相等恰好標志了每一種載流子的擴散電流和漂移電流相互抵消，沒有凈電流通過 pn結(jié)。 擴展半導體物理學解釋新材料 AlN器件 nAlN: 試驗值與理論計算值基本完全吻合，說明上述最小平方方程的正確性。 發(fā)現(xiàn)： 5種散射的影響遷移率，其中中性雜質(zhì)散射起主要作用 Why? N型 SiAlN具有 254meV的高離化能，導致很少受主被離化，大多數(shù)以中性雜質(zhì)形式出現(xiàn)。 PAlN PAlN的理論分析和實驗方法與 nAlN一樣 ； 存在問題： Mg的摻雜濃度難以突破 1020cm3這個極限； Mg的摻雜使得 AlN的電阻迅速增加； 伴隨小分子 H的進入 λ=210nm, ηext= ηout*ηinηext=106% (10%) ηout ηin ηout： Flipchip method ηin： decreasing the dislocation density introducing confinement structure increasing the Ptype doping efficiency Thank you very much!
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