半導體物理semiconductorphysics(參考版)
2025-07-21 13:44本頁面
【正文】 因為較高的表面復合速度會使更多的非平衡載流子在表面復 合中消失，大多數(shù)半導體器件都希望具有穩(wěn)定良好的表面和 很少的表面復合。表面 復合率 Us與表面處的非平衡載流子濃度 (Δp)s成正比 式中 s為表面復合速度，它反映了表面復合的強弱。 School of Microelectronics 半導體中表面復合與體內(nèi)復合同時發(fā)生，如果這兩種 不同位置的復合獨立發(fā)生互不影響，那么實際非平衡載流子 的壽命應為表面復合和體內(nèi)復合的綜合效果，即 1/τv 是體內(nèi)復合幾率， 1/τs 是表面復合幾率，而 τ稱為有效 壽命。 ? 由于半導體表面處存在著特有的雜質(zhì)和缺陷能級以及禁帶中的表面能級，它們都可以形成復合中心能級而具有促進復合的作用，通常就把發(fā)生在半導體表面的復合過程稱為表面復合 。 ? 通常氧化層中的帶電中心均為帶正電的離子，受其作用表面能帶要向下彎曲，因此氧化層下半導體表面的實際情況與圖 (b)所示的情況類似。 School of Microelectronics ? 對于圖 (b)所示的表面能級帶正電、能帶下彎的情況， 那么 p型樣品在近表面區(qū)域其 EF距價帶頂 Ev的距離就有可能比距導帶底 Ec的距離更遠，這樣該區(qū)域電子濃度大于空穴濃度，呈現(xiàn) n型反型層。 圖 半導體表面與體內(nèi)交換電子引起的能帶彎曲情況 School of Microelectronics 說明： ? 對于圖 (a)中表面能級接受體內(nèi)電子、能級上彎的情況，n型樣品的近表面區(qū)域?qū)У?Ec距 EF的距離要比體內(nèi)大，同時 EF距價帶頂 Ev比體內(nèi)更近，也就是近表面區(qū)域電子減少而空穴增多 (多數(shù)載流子耗盡 )，甚至可以出現(xiàn)該區(qū)域轉(zhuǎn)化為 p型 (反型 )的情形。 School of Microelectronics ? 與此類似當 Es高于半導體體內(nèi) EF時，表面能級中出現(xiàn)正 電荷，因此表面附近出現(xiàn)能帶下彎，產(chǎn)生負的空間電荷。 ? 如果原先半導體的費米能級比 Es高，為達到平衡必然有電子從體內(nèi)運動至表面，表面能級上的這些負電荷所產(chǎn)生的電場又作用在半導體表面層上，使半導體表面附近的能帶向上彎曲形成正空間電荷，表面能級中的負電荷與半導體表面層形成的正空間電荷的數(shù)量在達到平衡時完全相等。 ? 因此在趨于平衡的過程中，如果半導體體內(nèi)有較多的電子填充到表面能級，半導體表面就因此而帶負電，反
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