Полупроводники диффузионная длина

Свободные носители заряда, диффундируя в объеме полупроводника, за время своей жизни т перемещаются в среднем на расстояние L, которое называют диффузионной длиной носителей. Как показывает расчет, L зависит от т следующим образом [c.173]

На рис. 12.10, а показан диод, р-область которого освещается световым потоком мощностью Wq, вызывающим генерацию в этой области электронно-дырочных пар. Число таких пар G, ежесекундно появляющихся в р-области, определяется соотношением (12.13). Так как поглощение происходит в собственной области, то свет поглощается уже в узком слое у поверхности, от которой носители диффундируют совместно вглубь полупроводника. Если/ — -переход расположен на глубине w[c.327]

Диффундируя в глубь полупроводника, неравновесные носители рекомбинируют, проникая в среднем на расстояние диффузионной длины от слоя объемного заряда р — п-перехода. Если при этом существенная доля актов рекомбинации происходит с излучением света, то, создав условия для выхода этого света наружу, полупроводниковый диод можно использовать как источник излучения. Такой диод называют светодиодом. [c.331]

Д. н. а. в п. сопровождается рекомбинацией носителей заряда в полупроводниках. В результате при биполярной диффузии неравновесных носителей диффузионный поток проникает на расстояния порядка диффузионной длины, носителей от источника неравновесных носителей. [c.690]

Здесь R—коэф. отражения, а — коэф. оптич. поглощения, L—диффузионная длина электронов, В—вероятность выхода фотоэлектронов в вакуум, т. е. вероятность прохождения области изгиба зон и границы раздела полупроводник— вакуум. Обычно В лежит в пределах 0,05 ч-0,5. [c.366]

Для придания выращиваемым монокристаллам тех или иных электрофизических параметров, необходимых для успешного их использования в конкретных областях полупроводникового приборостроения, применяются процессы легирования определенными примесями. В настоящее время круг используемых в технологии важнейших полупроводниковых материалов легирующих примесей достаточно ограничен. Как правило, легирование осуществляется примесями, образующими мелкие донорные и акцепторные уровни в запрещенной зоне, соответственно у дна зоны проводимости или у потолка валентной зоны. При этом удается управляемо воздействовать на тип проводимости и концентрацию носителей заряда в полупроводнике. Иногда для легирования используются примеси, образующие глубокие уровни в запрещенной зоне, что позволяет воздействовать на диффузионную длину носителей заряда и регулировать степень компенсации электрически активных центров в легируемом материале. [c.46]

Важной характеристикой полупроводников является также время жизни примесных носителей электрического тока. Б полупроводнике одновременно с процессом возникновения свободных электронов и дырок идет обратный процесс рекомбинации электроны из зоны проводимости вновь возвращаются в валентную зону, ликвидируя дырки. В результате концентрация носителей уменьшается. При данной температуре между этими двумя процессами устанавливается равновесие. Среднее время, в течение которого носитель существует до своей рекомбинации, называют временем жизни. Расстояние, которое успеет пройти за это время носитель, называют диффузионной длиной. Некоторые примеси и дефекты уменьшают время жизни носителей электрического тока и тем самым ухудшают работу прибора. Для хорошей работы полупроводникового прибора время жизни носителей должно быть не меньше, чем 10 с. [c.588]

Степень легирования, так же как и степень очистки, контролируют изменением электросопротивления. Специальными методами определяют тип проводимости, время жизни или диффузионную длину L. Измеренные параметры указывают в марках легированных полупроводников. [c.596]

В германии и кремнии, при нормальных условиях при комнатной температуре, средняя длина свободного пробега порядка 10 5 см, а диффузионные длины обычно не меньше чем 10 см, даже в кристаллах с самым коротким временем жизни избыточных носителей заряда. В этих материалах условие (13.24.4) практически всегда удовлетворяется, хотя в других полупроводниках, особенно с малым временем жизни избыточных носителей, это условие может и не выполняться. [c.360]

Здесь е — заряд электрона 0 , р — коэффициенты диффузии электронов в р-полупроводнике и дырок в л-полупроводнике Пр и Рп — концентрации неосновных носителей р — диффузионные длины пробегов носителей, т. е. длины путей, которые свободно могут пройти носители с вероятностью е Ч 0,ЗЬ) к — постоянная Больцмана Т — температура. [c.223]

Важным параметром полупроводниковых материалов является также диффузионная длина Ь — расстояние, на котором в однородном полупроводнике при одномерной диффузии в отсутствие электрического и магнитного полей избыточная концентрация неосновных носителей заряда уменьшается вследствие рекомбинации в е раз. Диффузионная длина неосновных носителей заряда является важной характеристикой полупроводника, зависяш,ей от наличия в нем примесей и совершенства кристаллической решетки. Для германия и кремния эта величина указывается в паспорте (см. табл. 14.2). [c.63]

Под диффузионной длиной понимают расстояние, на котором при одномерной диффузии в полупроводнике в отсутствие электрического и магнитного полей избыточная концентрация неосновных носителей заряда, возникшая под действием внешнего возбуждения, уменьшается вследствие. рекомбинации в 2,7 раза. [c.342]

Рисунок 12.5 дает возможность оценить долю оптической мощности, поглощенной внутри обедненного слоя или в пределах диффузионной длины от его краев. Границы этой рабочей области лежат на глубине дг, и дгз от поверхности. Обозначим плотность падающей мощности Ро. а коэффициент отражения поверхности / . Тогда плотность мощности внутри полупроводника — (I — / ) Р . а плотность поглощенной мощности [c.313]

Диффузионная длина — это расстояние, на котором в однородном полупроводнике при одномерной диффузии в отсутствие электрического и магнитного полей избыточная концентрация неравновесных носителей заряда уменьшается вследствие рекомби- [c.248]

ДИФФУЗИОННАЯ ДЛИНА в полупроводнике — pa TOHiriie, на к-ром плоский диффузионный поток нсранновесных носителей наряда (в отсутствие электрич. поля) уменьшается в е раз. Д. д. L имеет смысл ср. расстояния, па к-рос смещаются носители заряда D полупроводнике вслодствио диффузии за время т их жизни L y Dr, j де D — коэф. диффузии повителей заряда й полупроводниках. [c.686]

Инжекция неосновных носителей происходит при подаче прямого смещення на р — п-переход, гетеропереход или контакт металл — полупроводник вследствие уменьшения разности потенциалов на контакте. Инжектированные неосновные носители проникают в полупроводник на глубину, определяемую рекомбинацией она по порядку величины совпадает с диффузионной длиной в слабых внеш. нолях и с дрейфовой длиной (см. Дрейф носителей заряда) в сильных полях. Инжекция неосновных носителей лежит в основе действия полупроводникового диода, транзистора и др, полупроводниковых приборов. Изучение стационарных и переходных процессов И. н. з. позволяет исследовать подвижности носителей, а также определить концентрации, энергетич. положения и сечения захвата примесных центров в высокоомных полупроводниках и диэлектриках. Прохождение инжекционных токов является одним из механизмов переноса заряда в тонких диэлектрич. плёнках. [c.148]

Если ширина слаболегированной области (базы) значи-тельно превышает диффузионную длину дырок ( >Р — коэф. диффузии дырок, т —время жизни дырок), то концентрация неравновесных (избыточных) дырок экспоненциально убывает в глубь базы />(x)=/)iexp( —j /L ,). Аналогично для электронов в эмиттере n x) = n-i np xlL ), где X принимает отрицат. значения. На границе р- и к-областей полный ток, протекающий через р—л-переход, складывается из диффузионного тока дырок jj, = eD (dpjdx) o и диффузионного тока электро-. нов j,=eD (anldx) Q (см. Диффузия носителей заряда в полупроводниках). При этом доля дырочного тока [c.156]

Наиб, чувствительностью в видимой и ближней ИК-областях спектра обладают Ф. с отрицат. электронным сродством (ОЭС). Они представляют собой сильнолегированные полупроводники /1-типа, работа выхода к-рых снижена так, что уровень вакуума оказывается ниже дна зоны проводимости в объёме полупроводника. Такие Ф. изготавливаются на основе полупроводниковых соединений GaP, GaAs, InP и их твёрдых растворов, а также на основе Si. В процессе изготовления Ф. поверхность полупроводника очищается прогревом в сверхвысоком вакууме, после чего работа выхода снижается адсорбцией цезия и кислорода. Наиб, высокую чувствительность имеют Ф. с ОЭС, изготовленные на основе совершенных полупроводниковых эпитаксиальных плёнок, обладающих большими диффузионными длинами (см. Эпитаксия). Длинноволновая П)аница Ф. с ОЭС определяется шириной запрещённой зоны используемого полупроводника (рис. 2) i-oss 1,24/ , [c.349]

Получение высокой внутренней квантовой эффективности еще недостаточно для достижения высоких параметров полупроводникового оптического источника. Основная часть, рекомбинации излучения генерируется в пределах одной-двух диффузионных длин от перехода и характеризуется отсутствием направленности. Отношение числа фотонов, вышедших из полупроводника, к числу носителей, прошедших через переход, называется внешней квантовой эффективностью Пвнеш-Четыре основных эффекта приводят к тому, что Лвнеш всегда меньше Лвнут- Во-первых, излучение выходит из полупроводника через поверхность полупроводник — воздух. Во-вторых, только та часть излучения, которая подходит к поверхности под углом мейьше критического 0с, может выйти из полупроводника. В-третьих, часть и этого излучения отражается от поверхности полупроводник — воздух. В-четвертых, происходит поглощение между точкой генерации излу- [c.224]

Потери, обусловленные механизмом самопоглощения, не могут быть так легко определены количественно. Это предел, обратный процессу излучательной зона — зонной рекомбинации. Внутри полупроводника излучение с энергией фотона больше ширины запрещенной зоны (hf > Sg) может взаимодействовать с электроном валентной зоны и возбудить его в зону проводимости. При этом образуется электрон-дырочная пара, а фотон поглощается. Этот процесс лежит в основе работы полупроводниковых детекторов, поэтому будет подробно рассматриваться в гл. 12. Здесь же только отметим, что появляющийся при зона — зонной рекомбинации фотон имеет энергию, достаточную для самопоглощения. Поэтому расстояние между областью генерации и излучающей поверхностью должно быть по возможности сокращено. При этом появляется опасность, что поверхность с ее высокой концентрацией ловушечных уровней может оказаться в пределах одной-двух диффузионных длин от перехода, что вызовет изменение безызлуча-тельного времени жизни и снижение внутренней квантовой эффективности. Ясно, что необходимо принимать компромиссное решение. [c.226]

При низких темп-рах (Г ЮОК) термоэдс увлечения в полупроводниках достигает значений порядка десятков мВ/К и намного превосходит диффузионную термоэдс. Большая величина термоэдс увлечения объясняется тем, что в полупроводниках с электронами взаимодействуют только длинноволновые фоноиы с импульсами д<2р р импульс электрона), длина пробега к-рых значительно больше лшны пробега электронов. В полупроводнике с простой структурой зоны проводимости (см. Зонная тео-ри.ч) коэф. термоэдс увлечения [c.201]

В квантующем магн. поле Н характерный импульс электрона в плоскости, перпендикулярной Н. порядка Л/)., где т, и, магнитная длина X = ftjeHy . Поэтому объём фазового пространства фононов, взаимодействующих с электронами, а вместе с ним и термоэдс увлечения растут с полем W, и в квантующем поле она превосходит диффузионную термоэдс в десятки раз. Зависимость от Т и Н определяется механизмом фонон-фононной релаксации. В вырожденных полупроводниках и металлах наблюдаются квантовые осцилляции термоэдс увлечения в сильных полях (см. Термоэдс осцилляции). [c.201]

Межфазные границы. Электронные процессы, разыгрывающиеся на реальных поверхностях полупроводников и в структурах ДП, в значительной мере определяются строением межфазной границы полупроводника с его оксидной пленкой. Мы, как и прежде, ограничимся системами 81-5102 и 0е-0е02. Трудно представить возможность образования достаточно упорядоченной границы двух различающихся по своей структуре твердых фаз (полупроводник и его оксид), контактирующих с помощью строго направленных химических связей. Такое сочленение должно привести к появлению дислокаций "несоответствия" и деформации валентных углов и длин связей в переходной области. Неизбежные при окислении флуктуации диффузионных потоков реагирующих веществ, присутствие в них воды и связанные с этим процессы гидратации будут способствовать образованию структурно и химически неоднородной межфазной области. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...