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非平衡載流子的擴散非平衡載流子的擴散1、一維穩(wěn)定擴散濃度不均勻而引起的載流子（電子或空穴）的遷移設非平衡載流子（空穴）沿x軸方向的分布為p(x)，則非平衡載流子的濃度梯度為：半導體內(nèi)各點的載流子濃度不隨時間而改變的擴散過程穩(wěn)態(tài)擴散：擴散：即當陷阱能級與費米能級重合時,最有利于陷阱的作用,俘獲的非平衡載流子最多:

對于再低的能級,平衡時已被電子填滿,因而不能起陷阱作用.在費米能級以上的能級,平衡時基本上是空著的,適合陷阱的作用,但能級越高,電子被激發(fā)到導帶的幾率rnn1越大.因此對電子陷阱來說,費米能級以上的能級,越靠近費米能級,陷阱作用越明顯.從以上分析可知,對于電子陷阱,電子落入陷阱后,基本上不能直接與空穴復合,它們必有首先被激發(fā)到導帶,然后才能再通過復合中心而復合材料,相對于從導帶俘獲電子的平均時間而言,陷阱中的電子激發(fā)到導帶子所需的平均時間要長得多,因此,陷阱的存在大大增長了從非平衡態(tài)恢復到平衡態(tài)的時間.3.陷阱效應對載流子壽命的影響

附加光電導率為：設

n和

p

分別為導、價帶中非平衡載流子濃度，陷阱中的非平衡載流子濃度是

nt

，考慮電中心條件,有：上式說明,雖然陷阱中的電子本射不能參與導電,但仍間接地反映于附加電導率中.由于非平衡載流子隨指數(shù)規(guī)律衰減,因此附加光電導率也應隨指數(shù)規(guī)律衰減.但當有陷阱存在時,由于陷阱中的非平衡載流子并不隨指數(shù)規(guī)律復合,因此附加光電導率也偏離隨指數(shù)衰減規(guī)律.右圖:P型硅的附加電導衰減規(guī)律研究表明,P型硅中存在兩種陷阱:衰減開始時,兩種陷阱都基本飽和(被電子占滿),導帶中尚有相當數(shù)目的非平衡載流子.圖中,A部分主要是導帶子中電子復合衰減所致;B部分主要是淺陷阱電子的衰減所致;C部分主要是深陷阱中的電子衰減所致.顯然,陷阱的存在將影響對導帶壽命的測量,因而在光電導衰減實驗中,為了消除陷阱效應的影響,常常在脈沖光照的同時再加上恒定的光照,使陷阱始終處于飽和狀態(tài).用sp(x)表示空穴擴散流密度，則一維情況下，沿x方向的擴散流密度為：Dp表示空穴擴散系數(shù)，單位：cm2/s在濃度梯度方向單位時間內(nèi)通過單位面積的非平衡載流子數(shù)。擴散流密度：xxx+x顯然單位時間內(nèi)在x~x+x范圍內(nèi)積累的空穴數(shù)為：公式x很小時，上式可以寫為：在x處單位時間單位體積內(nèi)積累的空穴數(shù)：－－－－穩(wěn)態(tài)擴散方程而在x處單位時間單位體積內(nèi)復合的空穴數(shù)：即:在穩(wěn)態(tài)

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