非平衡載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

非平衡載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)Dn---電子擴(kuò)散系數(shù)（electrondiffusioncoefficients）---單位時(shí)間在小體積Δx·1中積累的電子數(shù)擴(kuò)散定律第2頁,共25頁，2024年2月25日，星期天----在x附近，單位時(shí)間、單位體積中積累的電子數(shù)穩(wěn)態(tài)時(shí)，積累=損失穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程第3頁,共25頁，2024年2月25日，星期天三維球坐標(biāo)第4頁,共25頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共25頁，2024年2月25日，星期天若樣品足夠厚第6頁,共25頁，2024年2月25日，星期天若樣品厚為W（W∞)并設(shè)非平衡少子被全部引出則邊界條件為：?n(W)=0?n(0)=(?n)0得第7頁,共25頁，2024年2月25日，星期天當(dāng)W<<Ln時(shí)，相應(yīng)的Sn=常數(shù)第8頁,共25頁，2024年2月25日，星期天空穴的擴(kuò)散電流密度電子的擴(kuò)散電流密度

擴(kuò)散電流密度第9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

在光照和外場(chǎng)同時(shí)存在的情況下:（2）總電流密度第11頁,共25頁，2024年2月25日，星期天（3）EinsteinRelationship（愛因斯坦關(guān)系）平衡條件下：第12頁,共25頁，2024年2月25日，星期天最后得同理第13頁,共25頁，2024年2月25日，星期天5.6連續(xù)性方程指擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在時(shí)，少數(shù)載流子所遵守的運(yùn)動(dòng)方程以一維n型為例來討論：光照ε

在外加條件下，載流子未達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，少子濃度不僅是x的函數(shù)，而且隨時(shí)間t變化：*空穴積累率：空穴的擴(kuò)散和漂移流密度第14頁,共25頁，2024年2月25日，星期天空穴積累率復(fù)合率其它產(chǎn)生率------連續(xù)性方程討論（1）光照恒定（2）材料摻雜均勻（3）外加電場(chǎng)均勻第15頁,共25頁，2024年2月25日，星期天（4）光照恒定，且被半導(dǎo)體均勻吸收對(duì)于p型半導(dǎo)體：第16頁,共25頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用舉例1用光照射n型半導(dǎo)體，并被表面均勻吸收，且gp=0

。假定材料是均勻的，且無外場(chǎng)作用，試寫出少數(shù)載流子滿足的運(yùn)動(dòng)方程。——非平衡少數(shù)載流子的擴(kuò)散方程第17頁,共25頁，2024年2月25日，星期天恒定光照下——穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程第18頁,共25頁，2024年2月25日，星期天2用恒定光照射n型半導(dǎo)體，并被表面均勻吸收,且gp=0。假定材料是均勻的，且外場(chǎng)均勻，試寫出少數(shù)載流子滿足的運(yùn)動(dòng)方程，并求解。解此時(shí)連續(xù)性方程變?yōu)榉匠痰耐ń鉃椋旱?9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天考慮到非平衡載流子是隨x衰減的又其中——空穴的牽引長(zhǎng)度空穴在壽命時(shí)間內(nèi)所漂移的距離第20頁,共25頁，2024年2月25日，星期天最后得：其中第21頁,共25頁，2024年2月25日，星期天電場(chǎng)很強(qiáng)電場(chǎng)很弱結(jié)論：由表面注入的非平衡載流子深入樣品的平均距離，在電場(chǎng)很強(qiáng)時(shí)為牽引長(zhǎng)度，而電場(chǎng)很弱時(shí)為擴(kuò)散長(zhǎng)度。第22頁,共25頁，2024年2月25日，星期天3在一塊均勻的半導(dǎo)體材料中，用適當(dāng)頻率的光脈沖照射其局部區(qū)域，請(qǐng)分別寫出沒有外場(chǎng)和加外場(chǎng)時(shí)，非平衡載流子在光脈沖停止后的運(yùn)動(dòng)方程。沒有外場(chǎng)：0x?pt=0t=t1t=t2第23頁,共25頁，2024年2月25日，星期天有外場(chǎng)：0x?pt=0t=t1At=t2第24頁,共25頁，2024年2月25日，星期天4穩(wěn)態(tài)下的表面復(fù)合

穩(wěn)定光照射在一塊均勻摻雜的n型半導(dǎo)體中均勻產(chǎn)生非平衡載流子，