Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама

Центры рекомбинации

Прямая рекомбинация электрона и дырки (рис. 7.11, б) менее вероятна по сравнению с рекомбинацией через примесный уровень, так как требует одновременного выполнения законов сохранения энергии и импульса рекомбинирующих частиц. Она проявляется лишь в очень чистых полупроводниках. В этом случае роль центров рекомбинации играют дырки и, следовательно, N =p, или (с учетом того, что в таких полупроводниках р=п) N =n. Рекомбинацию через примеси называют линейной а прямую рекомбинацию электрона и дырки — квадратичной  [c.175]


Время жизни неосновных носителей более чувствительно к облучению, чем удельная электропроводность. Если, например, ввести избыток дырок в полупроводник и-типа (в этом случае дырки являются неосновными носителями, а электроны — основными), то они исчезнут в результате рекомбинации с электронами, но это произойдет не мгновенно. Среднее время, необходимое для рекомбинации неосновного носителя с основным, называется временем жизни неосновного носителя. Эти свойства особенно важны во многих полупроводниковых приборах, особенно в транзисторах. Механизм рекомбинации определяется примесями и другими типами дефектов. В приведенном выше примере дырки и электроны рекомбинируют после захвата дефектами, которые называют центрами рекомбинации. Очень эффективными центрами рекомбинации являются вакансии и междоузлия.  [c.283]

Таким образом, любые радиационные нарушения уменьшают время жизни неосновных носителей и приводят к заметному ухудшению работы полупроводниковых приборов, требующих относительно большого времени жизни, например транзисторов и мощных выпрямителей. Эффективность центров рекомбинации, возникших при облучении, существенно различается в зависимости от материала полупроводника. Например, дефекты в кремнии, облученном нейтронами, оказываются приблизительно в 10 раз эффективнее, чем дефекты в германии, даже с учетом большей скорости образования дефектов в кремнии.  [c.283]

Большинство избыточных нар электрон — дырка рекомбинирует на дефектах кристаллической решетки. Эти дефекты, как указывалось выше, являются центрами рекомбинации и связаны с различными энергетическими уровнями внутри запрещенной зоны. Время, необходимое для того, чтобы избыток носителей пришел в равновесное состояние посредством рекомбинации, является временем жизни неравновесных носителей, которое зависит прежде всего от сечения рекомбинации и плотности центров рекомбинации.  [c.284]

Эти дефекты рассматриваются как центры рекомбинации и связываются с различными энергетическими уровнями внутри запрещенной зоны.  [c.311]

Значение фототока зависит от нескольких факторов. Одним из важнейших факторов является рекомбинация носителей заряда. Интенсивность рекомбинации, за счет которой уменьшается число зарядов, участвующих в фототоке, является наряду с прочим функцией толщины диодной матрицы и регулярности ее кристаллической структуры. Дефекты кристаллической решетки, границы зерен, дислокации и т. п., приводящие к разрыву химических связей, служат активными центрами рекомбинации.  [c.100]


Все перечисленные возможности изучались в лабораторных условиях каждая из них имеет свои недостатки технологического либо практического характера. КПД батарей на основе сплошной кремниевой ленты пока не превышает 12 %. У пластин поликристалличе-ского кремния имеется слишком много центров рекомбинации, что также обусловливает чересчур низкий КПД. Батареи на основе сульфидов меди и кадмия обладают очень низким.КПД, они должны иметь очень малую толщину, поскольку эти веш,ества не пропускают солнечный свет.  [c.102]

Локальные уровни в запрещенной зоне полупроводника могут быть эффективными центрами рекомбинации, если они расположены вдали от дна зоны проводимости и потолка валентной зоны, в противном случае они играют роль уровней прилипания, так как захваченный ими носитель через некоторое время выбрасывается в свою зону. Центры рекомбинации часто называют ловушками, а процесс перехода электрона из зоны проводимости на свободный уровень рекомбинации — захватом электрона ловушкой. Аналогично этому переход электрона с ловушки на свободный уровень в валентной зоне и освобождение уровня ловушки называют захватом дырки ловушкой.  [c.175]

Примеси тяжёлых и благородных металлов (Fe, Ni, Сг, Nb, W, Си, Ag, Au и др.) образуют глубокие уровни в запрещённой зоне, имеют большие сечения захвата носителей и являются эффективными центрами рекомбинации, что приводит к значит, снижению времени жизни носителей. Эти примеси обладают малой И ярко выраженной ретроградной растворимостью. Их используют для получения полупроводников с  [c.579]

Аналогичные эффекты наблюдаются и при циклическом нагружении (рис. 137). Так, полученные данные по изменению электросопротивления при многократном нагружении (рис. 137), определению постоянной Холла (табл. 9), времени жизни (рис. 138,6) и диффузионной длины неосновных носителей (рис. 138, а) также четко свидетельствуют о действии соответствующих вакансионных стоков и образовании вакансионных скоплений, которые служат дополнительными центрами рекомбинации для носителей. Аналогичный эффект наблюдали при сжатии, а также циклировании кристалла [543,544,626,627] (см.рис. 139).  [c.217]

Резкое понижение электрического сопротивления диэлектрика на участке 4 (область отрицательного сопротивления ) иногда трактуется как электрический пробой. Такому представлению соответствует также повышение туннелирования в области контактов, поставляющих неравновесные носители заряда. Действительно, в диэлектрике в неустойчивой области не только проявляется ударная ионизация, повышающая концентрацию носителей заряда, но и наблюдается активизация фотопроцессов за счет интенсивной рекомбинации электронов и дырок. Однако в отличие от настоящего пробоя (см. 2.3), прн котором рост тока неограничен и происходит разрушение кристалла, рост тока в электроннодырочной плазме, образующейся за счет двойной инжекции, ограничен. Во-первых, росту тока препятствует рекомбинация электронов и дырок, которой способствуют определенные дефекты кристаллической решетки — центры рекомбинации. Во-вторых, рост тока в плазме все-таки ограничивается объемными зарядами, действие которых лишь частично нейтрализуется носителями заряда противоположного знака.  [c.50]

Посередине между поверхностями образца содержится зерно с плоской границей, параллельной поверхностям образца. Дислокации, связанные с границей зерна, действуют как центры рекомбинации, причем выполняется граничное условие уравнения непрерывности в форме (13.22.12) со скоростью рекомбинации Sg. Скорость рекомбинации, связанная с обеими наружными поверхностями образца, равна Sj.  [c.83]

Рис. 2. Центр прилипания электрона (а) центр рекомбинации (Ь) центр прилипания дырки (с). Рис. 2. Центр прилипания электрона (а) центр рекомбинации (Ь) центр прилипания дырки (с).
Тот или иной характер Л. определяется положением ее энергетич. уровня (или уровней, если Л. многозарядная), эффективными сечениями захвата электрона и дырки, а также концентрациями электронов и дырок в зонах, т. е. положением уровня или квазиуровней Ферми. В зависимости от природы нарушения структуры, положения уровней, зарядового состояния, а также характера изучаемого явления (фотопроводимость, люминесценция и др.) Л. может быть донором или акцептором, центром прилипания или центром рекомбинации, активатором или тушителем (см. Люминесценция) излучения и др.  [c.6]


Условия рекомбинации. Центрами рекомбинации называются локальные центры, взаимодействующие как с зоной проводимости, так и с валентной зоной. Пусть, например, локальный центр захватил свободный электрон — произошел переход 1 на рис.3.8. Ес-  [c.97]

Так как центр рекомбинации взаимодействует с обеими разрешенными зонами, то ДJ я него процесс может начаться с захвата дырки (переход 3). Для рекомбинационного центра, в отличие от центра захвата, весьма вероятной будет рекомбинация дырки с электроном из зоны проводимости (переход 1). Соответственно, в случае рекомбинационных центров неравенство (3.26) следует заменить на  [c.98]

Поскольку неравенства (3.42) и (3.43) относятся к одним и тем же центрам рекомбинации, они должны выполняться одновременно. Поэтому для полного описания рекомбинационных центров нужно задать четыре параметра — концентрацию Л, , энергетическое положение Е,, сечения захвата электронов с и дырок Ср (для центров захвата достаточно задать только одно сечение — с или с , в зависимости от того, с какой зоной взаимодействует центр),  [c.98]

Таким образом, можно ввести два демаркационных уровня, которые отделяют поверхностные центры рекомбинации от центров захвата электронов и дырок  [c.99]

Соотношения (3.46) и (3.47) справедливы в условиях квазиравновесия также для центров рекомбинации, расположенных в ОПЗ  [c.99]

Аналогично неоднозначности определения Е, для объемных центров рекомбинации по зависимости т(/0 - см, п.3.7 1.  [c.104]

Видно, ЧТО при таких сечениях захвата и концентрациях центров рекомбинации М, = 10 °-10 см"2 достаточно большие скорости поверхностной рекомбинации (10 —10 см/с) могут наблюдаться только при е, - ( < 3.  [c.105]

Любое усложнение модели приводит к изменению характера зависимости S(Us) Например, если допустить, что равномерное распределение по энергиям осуществляется для центров рекомбинации двух типов, характеризующихся разными величинами то  [c.106]

Слабая зависимость темпа рекомбинации от поверхностного потенциала может наблюдаться также, если центры рекомбинации распределены по ОПЗ — при изменении изгиба зон потоки неравновесных электронов и дырок автоматически устремляются на те центры, положение которых относительно уровня Ферми соответствует максимальной скорости рекомбинации.  [c.107]

Учет того, что не только плотность состояний, но и величины коэффициентов захвата электронов и дырок зависят от энергии, может существенно повлиять на характер зависимости 5(н ), однако количественные расчеты столь сложной модели пока не проводились. По-видимому, и в этом случае весьма вероятны колоколообразные зависимости 8 и,), причем можно ожидать, что положение 8, ах по оси потенциалов будет определяться отношением коэффициентов захвата (ар/а ) наиболее эффективных центров рекомбинации.  [c.107]

Среди быстрых поверхностных состояний можно выделить центры прилипания, размещающиеся вблизи дна зоны проводимости, и потолка валёнткой зоны, и центры рекомбинации, располага-щиеся вблизи середины запрещенной зоны. Наличие поверхностных центров рекомбинации делает возможным протекание рекомбинации через эти центры. Такую рекомбинацию называют поверхностной. В чистых кристаллах, в которых концентрация объемных центров мала, поверхностная рекомбинация может приобрести важную роль, особенно в образцах малой толщины.  [c.248]

Поверхностная рекомбинация и генерация через центры, лока-тхиаованные на границе металл — полупроводник или диэлектрич. прослойка — полупроводник. Это же происходит и в тонкой прпконтактной области, где концентрация центров рекомбинации существенно выше, чем в объёме полупроводника, из-за дефектной структуры этой области и из-за диффузии сюда примесей из металла или окисла.  [c.448]

Перечисленные примеси, как правило, образуют в полупроводниках твёрдые растворы замещения и обладают высокой растворимостью (10 —10 ат/см ) В широком интервале темп-р. Растворимость их носит ретроградный характер и достигает максимума в Ge при 700-900 "С, в Si — при 1200—1350 "С, в GaAs — при 1100 1200 С. Эти примеси имеют малые сечения захвата носителей, являются малоэффективными центрами рекомбинации и поэтому слабо влияют па время жизни носителей.  [c.579]

РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ВОЛИЫ — волны концентрации носителей заряда в холодной биполярной плазме полупроводников во внеш. электрич. поле (см. Плазма твёрдых тел). Возникают спонтанно, когда электрич, поле превосходит нек-рое пороговое значение.. Р. в, проявляются как колебания тока в образце, к,к-рому приложено пост, напряжение. Условием существования Р. в. в полупроводнике является наличие как электронов, так и дырок, концентрации к-рых не должны сильно отличаться. Др, условие состоит в том, чтобы времена жизни т носителей были различными. Оба условия выполняются только при наличии глубоких примесных центров рекомбинации, уровни энергли к-рых располагают в ср. части запрещённой зоны полупроводника. Эти условия иллюстрируются диаграммой (рис.).  [c.320]

Нелегированный a-Si H имеет большую фотопроводимость в видимой области спектра. Фоточувствительность (отношение фотопроводимости к темновой проводимости) составляет 10 ... 10 . При легировании фотопроводимость возрастает, а фоточувствительность уменьшается. Аналогичные закономерности наблюдаются и в твердых растворах на основе a-Si H, которые обладают меньшей фотопроводимостью и фоточувствительностью, чем сам гидрированный кремний. При температурах выше комнатной основными центрами рекомбинации неосновных носителей заряда в аморфных гидрированных полупроводниках являются оборванные связи, концентрация которых в твердых растворах всегда больше, чем в a-Si H. Ширина оптической запрещенной зоны в аморфных гидрированных полупроводниках возрастает по мере увеличения концентрации в них водорода, и для a-Si H она составляет 1,6...1,8эВ. Введение в пленки a-Si H германия позволяет уменьшить эту величину до 1,0 эВ, а введение углерода и азота увеличить ее до значений 2,5...3,2эВ и 5 эВ соответственно.  [c.103]

Согласно принятым моделям центров рекомбинации неравновесных носителей заряда и уравнению (10), рост положительной фэп может быть обусловлен либо уменьшением концентрации вакантных узлов в кислородной подрешетке окисла, либо увеличением концентрации вакансий в металлической подрешетке. Очевидно, что уменьшение концентрации анионных вакансий, как и увеличение концентрации катионных, свидетельствует о том, что в области потенциалов, отвечающей росту положительной фэп, при анодном формировании окисла в зону реакции кислород поступает в большем, а серебро в меньшем количестве. Иными словами, имеет место преимущественная диффузия ионов кислорода. Поскольку диффузия ионов кислорода по междоузлиям маловероятна по стерическим соображениям, можно предположить, что кислород в Ag20 диффундирует по имеющимся анионным вакансиям. Аналогичным образом можно показать, что, поскольку падение положительной фэп после максимума связано либо с уменьшением концентрации катионных вакансий, либо с увеличением концентрации анионных, анодное окисление серебра до Ag20 на этом участке носит преимущественно катионный характер.  [c.43]


Поверхностная р е к о м б и н а ц,и я. В большинстве полупроводников рекомбинация электронов и дырок происходит гл. обр. через примесные центры, поэтому на поверхности, где сконцентрировано большое число поверхностных состояний, она происходит более интенсивно. При не очень большой высоте потенциального барьера и невысокой концентрации поверхностных центров рекомбинации скорость поверхностной рекомбинации S зависит только от состояния поверхности, в частности от фз. Поэтому, изменяя ф8, напр, с номон1ью эффекта ноля, можно изменять S. Совместное определение S (ф ) и Qs (9s) помощью эффекта ноля дает возможность определить все параметры поверхностных центров рекомбинации (энергию, концентрацию, сечения захвата электронов и дырок).  [c.62]

Рис. 5. Изменение скорости по-. 9 нерхностной рекомбинации mis u ед. иТ) тодом эффекта по.тш. 1 — экспо риментальная кривая II — тео- )етическая, ири построении к-рой предполагалось, что имеется один основной тип центров рекомбинации, а остальные повер- -ностные уровни дают постоянный вклад, S , не зависящий от ф,,, Рис. 5. <a href="/info/437938">Изменение скорости</a> по-. 9 нерхностной рекомбинации mis u ед. иТ) тодом эффекта по.тш. 1 — экспо риментальная кривая II — тео- )етическая, ири построении к-рой предполагалось, что имеется один основной тип центров рекомбинации, а остальные повер- -ностные уровни дают постоянный вклад, S , не зависящий от ф,,,
Высокочастотные (имнульс пые) ГГ. д. распространены в радиотехнике и в вычислит, технике и выполняют те я е ф-ции, что и высокочастотные вакуумные диоды (детекторы, смесители, элементы импульсных схем и т. н.). Их действие также основано на нелинейности вольтамперной характеристики р— -перехода. Они работают в области более высоких частот, чем выпрямпт. диоды (до сотеи Мгц), или в импульсном режиме нри длительности импульсов до 10 8 — 10 сск. Это определяет основные особенности р— -переходов высокочастотных П. д. малые величины С. , Сд и Для уменьшения Сц применяют Се и Si с примесями элементов Ан, Ni, Сн, являющимися эффективными центрами рекомбинации, уменьшающими эффективное время кп пп1 неравновесных носителей в диоде т,,ф. Снижение т ф достигается также уменьшением толщины базы в -области до величины < Ьр-, в этом случае т.,ф равно времеш диффузии дырок через базу. При толщинах базы в неск. х, х, ф 10 сек. Спшке-ние толщины базы одновременно уменьшает г у Сокращение площади р— -перехода уменьшает Сд и  [c.121]

Интенсивность Р. л. определяется произведением концентраций и j рекомбинирующих партнеров. Поэтому для нее характерен быстрый начальный спад яркости после прекращения возбуждения, переходящий в медленно затухающее слабое послесвечение, продолжающееся иногда в течение многих часов. В простейшем случае, когда i = с , и все акты рекомбинации приводят к иснусканшо света, спад яркости описывается ф-лой I = / /(I + at) , где 1ц — яркость в момент прекращения возбуждения, i — время и я — постоянная, зависящая от природы спстемы и от интенсивности возбуждения (с ростом интенсивности а возрастает). Если же с , как, напр., при рекомбинации неосновных носителей заряда в полупроводнике, то затухание идет по закону I Iц ехр (—г/т), где т — время жизни неосновных носителей. Однако в реальных системах такие простые законы наблюдаются редко пз-за различных осложняющих обстоятельств, хотя общий характер затухания большей частью сохраняется. Так, в полупроводниках суш,е-ствуют разного рода ловушки, на к-рых электроны и дырки могут задерживаться весьма длительное время. Это приводит к задержке затухания и к зависимости скорости затухания от темп-ры, поскольку для освобо- кдения зарядов из ловушек требуется энергия активации. Кроме того, если, включив возбуждение, начать нагревать кристаллофосфор, то освобождение электронов из ловушек может настолько ускориться, что яркость Р. л. будет в течение нек-рого времени возрастать (т е р м о в ы с в е ч и в а н и е см. Высвечивание люмшюфоров). С другой стороны,. эти ловушки сами могут служить центрами рекомбинаций, причем нек-рые из них могут и но испускать при  [c.405]

Центры рекомбинации в термодинамическом равновесии. Стационарный неравновесный случай. Так же, как и для центров захвата (см, п,3,5,1), в термодинамическом равновесии функция заполнения является равновесной /, = Вследствие принципа детального равновесия темпы захвата электронов и дырок равны темпу их эмиссии ии р, = и ре, поэтому для центров рекомбинации остаются справед тивыми полученные ранее соотношения (3,28) и  [c.98]

Можно показать, что в условиях квазиравновесия заполнение рекомбинационных центров электронами не определяется положением квазиуровней Ферми Р или Рр (в отличие от центров захвата — см. п.3.5.3). В качестве примера рассмотрим полупроводник л-типа (я >> р). Предположим, что энергетический уровень объемного центра рекомбинации совпадает с /, т.е. п = р = л а коэффициенты захвата электронов и дырок равны (а = ар). Поскольку энергетический уровень центра расположен значительно ниже равновесного уровня Ферми (я >> п ), то в равновесии центры полностью заполнены электронами ( = 1). Это следует и из соотношения (3.45), которое при сделанных допушениях упрошается /, = п 1[п + р"). При возрастании уровня инжекции величина р растет и в пределе большого отклонения от равновесия (я 5 р ) имеем 1/2. Но при столь высоких уровнях инжекции квазиуровень Ферми для электронов находится значительно выше, а квазиуровень Ферми для дырок — ниже / = Е,. Если бы заполнение рекомбинационных центров определялось положением Р то они должны были бы быть полностью занятыми, а если Рр — пустыми. Таким образом, для описания заполнения электронами центров рекомбинации в условиях квазиравновесия нужно вводить еще один квазиуровень Ферми, расположенный между Рп и Рр. Положение этого квазиуровня зависит не только от уровня инжекции, но и от параметров рекомбинационных центров.  [c.99]

Используя соотношения (3.51) и (3.52), можно получить зависимости истинных скоростей поверхностной рекомбинации электронов и дырок от поверхностного потенциала для любого заданного набора параметров центров рекомбинации (N,, Е,, Ср, с ), если воспользоваться известными функциями PsiVs), iiKs) и определить неравновесные концентрации носителей р/, л/, решая совместно уравнения непрерывности и уравнение Пуассона. Хотя принципиальных трудностей при этом не возникает, реализация указанной схемы обычно сопряжена с большим объемом вычислительной работы.  [c.102]


Смотреть страницы где упоминается термин Центры рекомбинации : [c.242]    [c.132]    [c.480]    [c.222]    [c.354]    [c.6]    [c.6]    [c.32]    [c.122]    [c.62]    [c.97]    [c.101]   
Смотреть главы в:

Основы физики поверхности твердого тела  -> Центры рекомбинации



ПОИСК



Рекомбинация



© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте