Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смит Р. -> "Полупроводники " -> 117

Полупроводники - Смит Р.

Смит Р. Полупроводники — М.: Мир, 1982. — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 219 >> Следующая

быстрых электронов из экситонного комплекса.
Этот процесс больше похож на первоначальный эффект Оже, чем на оже-
рекомбинацию свободных электронов и дырок. Хотя детальный
квантовомеханический анализ этого процесса еще не проведен, численные
оценки могут быть получены с использованием хорошо известного
коэффициента внутренней конверсии для атомов, но с учетом эффективных
масс электронов и дырок, а также диэлектрической проницаемости. Такие
оценки по порядку величины хорошо согласуются с экспериментальными
результатами, почти не оставляя сомнений в том, что рекомбинация Оже
является в этом случае доминирующим процессом. Это подкрепляет точку
зрения, согласно которой процесс Оже играет важную роль и в рекомбинации
носителей заряда через ловушки.
Вопрос о рекомбинации экситонов подробно обсуждал Ландсберг [10] в обзоре
процессов рекомбинации, на который мы уже ссылались.
9.6. Рекомбинация на дислокациях
Одним из видов ловушек, представляющих особый практический интерес,
являются ловушки, связанные с дислокациями. Как уже отмечалось в разд.
3.1.3, дислокация создает цепь ловушек, проходящую по ненасыщенным связям
вдоль дислокаций. Влияние связанного с дислокациями объемного заряда
исследовал Моррисон 126], который показал, что этот заряд может заметно
влиять на постоянные рекомбинации С" и Ср. Опыты Мак-Килви [27] с
пластически деформированными кристаллами германия показали, что время
жизни неосновных носителей заряда в полупроводнике
316
9. Рекомбинация электронов и дырок
п-типа начинает зависеть от присутствия краевых дислокаций, если их
концентрация превышает 10* см"2. Такой же результат получили Вертгейм и
Пирсон 128]. Согласно этим измерениям, влияние дислокаций на время жизни
неосновных носителей в германии можно выразить следующим образом:
V = TT с (л-тип),
0,7 , . (9.54)
Tnd = -дГ С (Р-(tm)П).
где N - плотность дислокаций на 1 см2. Эксперименты Блекмора, Шульца и
Номуры [29] на Те показали, что темп рекомбинации практически линейно
связан с плотностью дислокаций при N<i 5х X 105 см~2, однако при
дальнейшем увеличении плотности дислокаций он возрастает менее быстро.
При плотности дислокаций ~10в см~2 время жизни носителей при комнатной
температуре понижалось до величины ~10~в с, в то время как в недеформиро-
ванных кристаллах оно составляло ~10-5 с.
9.7. Рекомбинация через доноры или акцепторы при низких температурах
Концентрация дырок в полупроводнике n-типа при низких температурах столь
мала, что ею можно пренебречь, а поэтому интерес представляет только темп
захвата возбужденных электронов, т. е. основных носителей заряда,
донорами. Можно предположить, что захватывающими центрами являются сами
доноры, а концентрации ра и р\ ничтожно малы, тогда имеем п= (1-/,)jVd.
Темп захвата электронов донорами определяется выражением (9.35). Если
предположить далее, что n<^N&, то, поскольку С" пропорционально Mt(=Md),
получим
¦Я" = Вй (п2-я?), (9.55)
где п0 - равновесная концентрация электронов, а Вй - некоторая
постоянная. Следовательно, получим
1 = 5а(2п0 + Дп). (9.56)
Тп
При низких температурах п0 очень мало, так что при значительном
увеличении концентрации возбужденных носителей заряда величина тй1'-'Ап,
а темп захвата пропорционален Дпа, а не Дп. Тогда
~7Г = -ВйАп2.
(9.57)
9. Рекомбинация электронов и дырок
317
Решением этого уравнения при условии, что Дп=Дп0 при /=0 будет
<9-58>
Следовательно, концентрация избыточных электронов спадает по
гиперболическому закону, а не по экспоненте, как обычно.
Горник 130) наблюдал излучение мелких донорных примесей в InSb в области
миллиметровых волн. Это означает, что некоторые центры должны захватывать
носители, испуская при этом избыточную энергию в виде излучения. Этот
процесс, по-видимому, менее эффективен, чем рекомбинация через ловушки с
более глубокими энергетическими уровнями. Вероятно, более существенным
механизмом рекомбинации в данном случае является рекомбинация типа Оже,
которую рассмотрели Браун и Родригес 116) применительно к донорам в Ge и
Si.
9.8. Поверхностная рекомбинация
Помимо рекомбинации в объеме полупроводника, электроны и дырки могут
диффундировать к поверхности и там рекомбинировать. При определённых
условиях темп рекомбинации на поверхности может даже оказаться намного
больше темпа рекомбинации в объеме. Действительно, во многих практических
случаях необходимо принимать специальные меры предосторожности, чтобы
темп поверхностной рекомбинации не стал чрезмерно высоким. Например, если
темп поверхностной рекомбинации вблизи точечного контакта слишком велик,
то она может отрицательно повлиять на свойства контакта. Если
поверхностная рекомбинация не уменьшена специальной обработкой
поверхности, она может также играть главную роль в тонких пленках,
которые используются, в частности, в фоторезисторах ИК-диапазона. Это
может свести на нет преимущества большого объемного времени жизни (см.
подразд. 10.9.3).
В равновесном состоянии поток дырок, подходящих к поверхности кристалла
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed