简述半导体载流子如何填充

半导体载流子利用光照在半导体内引入非平载流子的方法称为载流子的光填充。载流子注入是指半导体通过外界作用而产生非平衡载流子的过程称作载流子注入。除光外，还可以利用电的或其他能量传递方式半导体中注入载流子，最常用的是电的方住作载流子电注入。

在不同条件下，载流子注入的数量是不同的。当注入载流子浓度与热平衡时多数载流子浓度相比很小时，多数载流子浓度基本不变，而少数载流子浓度近似等于注入载流子浓度，这通常称作小注入情况；若注入载流子浓度可与多数载流子浓度相比，则称作大注入情况。

光电转换是通过光伏效应把太阳辐射能直接转换成电能的过程。这一过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径，最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。

因为钨具有高传导性。

钨是一种具有高传导性的金属元素,在半导体制造中,常被用作金属层间的通孔(Via)和垂直接触的接触孔(Contact)的填充。就目前火热的半导体芯片来说，新型氧化钨薄膜能很好的作为它的扩散阻挡层、粘结层和大型集成电路存储器电极等，进而能显著升高芯片产品的综合质量。

钨，一种金属元素。原子序数74，原子量183.84。钢灰色或银白色，硬度高，熔点高，常温下不受空气侵蚀。主要用途为制造灯丝和高速切削合金钢。

从能量的角度：费米能级是化学势，定义为系统增加一个电子引起自由能的变化。热平衡时由于吉布斯函数取极值，那多元系的化学势必须相同，也就是说费米能级相同。

从电子填充的角度：由于电子能级填充满足费米狄拉克分布，那么大于0K情况下填充概率为0.5时的能量就是费米能级。这是半导体中常用考虑的角度。

接触时由于电子能量的差异，电子会从费米能级高的地方流向费米能级低的地方。那么，费米能级低的地方由于负电势-V的存在，整体能量上升U=(-e)(-V)=eV，直到费米能级平齐，此时接触电势差V等于功函数之差。

当接触时费米能级对齐，半导体的结区能带弯曲。能带弯曲同样可以有两种理解方式：

从能量的角度：

从电子填充的角度：假设电子从半导体跑向金属表面，半导体表面电荷减少导致费米能级会更接近于价带。也就是说导带和价带会往上弯曲。

从能量的角度：正电荷分布于半导体表面，建立一个从半导体体内到界面的电场，因此表面电势相对于体内更低，能带向上弯曲。

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