什么是复合中心和陷阱中心?他们在半导体中起到什么作用?他们之间的有什么区别

什么是复合中心和陷阱中心?他们在半导体中起到什么作用?他们之间的有什么区别,第1张

复合中心半导体中某些杂质和缺陷可以促进载流子复合,对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷称为复合中心。作为复合中心的杂质与缺陷一般在禁带中引入一个或几个深能级,它们既可以俘获电子又能俘获空穴,从而促进复合过程。

陷阱中心是一种深能级的杂质或缺陷。陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强,而俘获另一种载流子的作用特别弱,则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。例如电子陷阱就起着存储电子的作用,空穴陷阱就起着存储空穴的作用。

一般来说,陷阱中心的能级深度要比复合中心能级的浅。

热平衡时由缺陷或杂质引入的能级上具有一定数量的热平衡电子,当半导体内引入非平衡载流子时,这些能级上的电子数目将发生变化,如果能级上电子数目增加则该能级具有俘获非平衡电子能力,该能级称为电子陷阱。反之若该能级上电子数目减少则该能级具有俘获空穴的能力称为空穴陷阱。

当非平衡载流子落入陷阱后基本上不能直接发生复合,而必须首先激发到导带或价带,然后才能通过复合中心而复合。在整个过程中,载流子从陷阱激发到导带或价带所需的平均时间比它们从导带或价带发生复合所需的平均时间长得多,因此陷阱的存在大大增加了从非平衡恢复到平衡态的弛豫时间。

百度百科  陷阱(物理学术语)

百度百科 复合中心

有效复合中心是促进载流子复合,对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷。确定是复合中心:看能否对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用。

复合中心还有产生作用。产生作用是复合作用的逆过程,即价带中的电子先激发到复合中心上,再由复合中心激发到导带,同时在价带中留下空穴。

间接复合效应:

间接复合效应是指非平衡载流子通过位于禁带中特别是位于禁带中央的杂质或缺陷能级Et而逐渐消失的效应,Et的存在可能大大促进载流子的复合。

陷阱效应是指非平衡载流子落入位于禁带中的杂质或缺陷能级Et中,使在Et上的电子或空穴的填充情况比热平衡时有较大的变化,从引起Δn≠Δp,这种效应对瞬态过程的影响很重要。

此外,最有效的复合中心在禁带中央,而最有效的陷阱能级在费米能级附近。一般来说,所有的杂质或缺陷能级都有某种程度的陷阱效应,而且陷阱效应是否成立还与一定的外界条件有关。


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