半導(dǎo)體物理器ppt課件-wenkub.com
2025-05-03 12:46 本頁(yè)面
【正文】 tN發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 逸出幾率 也叫做出光效率被定義為 PN結(jié)輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子射到晶體外部的百分?jǐn)?shù)。這就要求 LED所用的材料和制造工藝盡可能保證晶體完整，盡量避免有害雜質(zhì)的摻入。由于 族化合物半導(dǎo)體的電子遷移率比空穴遷移率大很多，例如 ，所以它們是制造 LED的上選材料。它反映了注入載流子復(fù)合產(chǎn)生光量子的率。 GaAs xxPGaAs ?1 AsAlGa xx?1 （紅光）大約 ， （綠光）大約 。因而能夠產(chǎn)生高濃度的深的和淺的能級(jí)，它們可以充當(dāng)復(fù)合中心。 當(dāng)激子復(fù)合時(shí) ，就能以發(fā)射光子的形式釋放能量 。 由于等電子雜質(zhì)與被替位的原子之間的電負(fù)性和原子半徑等方面是不同的 ， 因而引起晶格勢(shì)場(chǎng)畸變 ， 可以束縛電子或空穴形成帶電中心 ， 就象在等電子雜質(zhì)的位置形成陷阱 ， 將電子或空穴陷著 ， 故稱為等電子陷阱 。如果激子復(fù)合以輻射方式釋放能量，就可以形成發(fā)光過(guò)程。 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 nexcg EEh ??? （ 87） pne x cg NEEEh ????（ 88） 式中 表示吸收或放出能量為 的 個(gè)聲子。 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 電子和空穴通過(guò)深能級(jí)復(fù)合時(shí)，輻射的光子能量遠(yuǎn)小于禁帶寬度，發(fā)射光的波長(zhǎng)遠(yuǎn)離吸收邊。 ph?一般比電子能量小得多，可以略去。發(fā)射的光子的能量接近等于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度。 在復(fù)合過(guò)程中電子的多余能量也可以以其它形式釋放出來(lái)，而不發(fā)射光 子，這種復(fù)合稱為非輻射復(fù)合。 光電器件利用的是輻射復(fù)合過(guò)程，非輻射復(fù)合過(guò)程則是不利的。 由于半導(dǎo)體材料能帶結(jié)構(gòu)的不同，帶間輻射復(fù)合又可以分為直接輻射復(fù)合和間接輻射合兩種 : 導(dǎo)帶 價(jià)帶 導(dǎo)帶 價(jià)帶 圖 81 帶間復(fù)合： （ a） 直接能隙復(fù)合 （ b） 間接能隙復(fù)合 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 輻射復(fù)合 直接輻射復(fù)合 對(duì)于直接帶隙半導(dǎo)體，導(dǎo)帶極小值和價(jià)帶極大值發(fā)生在布里淵區(qū)同一 點(diǎn)如圖 。 為聲子的能量， 間接輻射復(fù)合 在這種半導(dǎo)體中，導(dǎo)帶極小值和價(jià)帶極大值不是發(fā)生在布里淵區(qū)的同一地點(diǎn)，因此這種躍遷是非豎直躍遷。對(duì)于窄禁帶材料，要得到可見(jiàn)光是困難的，但對(duì)于寬禁
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