非平衡载流子课件.ppt

1、 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-231 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-232 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-233：当半导体受到外界作用：当半导体受到外界作用(如：光如：光照、偏置电压等照、偏置电压等)后后, 载流子分布将与平衡态载流子分布将与平衡态相偏离相偏离, 此时的半导体状态称为此时的半导体状态称为非平衡态非平衡态。 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23

2、4 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-235Sincm的电阻率为举例1:310340315010,101 . 3105 . 5cmpncmpcmn子浓度光照产生的非平衡载流其平衡载流子浓度00ppnn而则31003150010105 . 5nnncmppppcmn 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-236 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-237 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics202

3、2-6-238 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-239在热平衡状态半导体中在热平衡状态半导体中, 载流子的产生和复合的过载流子的产生和复合的过程保持动态平衡，从而使载流子浓度保持定值。程保持动态平衡，从而使载流子浓度保持定值。这时的载流子浓度称为平衡载流子浓度。这时的载流子浓度称为平衡载流子浓度。平衡载流子浓度平衡载流子浓度: :半导体的热平衡态与非平衡态半导体的热平衡态与非平衡态载流子的产生率：载流子的产生率：单位时间单位体积内产单位时间单位体积内产生的电子生的电子-空穴对数。空穴对数。载流子的复合率：载流子的复合率：单位时间单位体积

4、内复合单位时间单位体积内复合掉的电子掉的电子-空穴对数。空穴对数。 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2310 对于给定的半导体，本征载流子浓度对于给定的半导体，本征载流子浓度ni只是只是温度的函数。无论掺杂多少，平衡载流子的浓度温度的函数。无论掺杂多少，平衡载流子的浓度n0和和p0必定满足上式。上式也是非简并半导体处必定满足上式。上式也是非简并半导体处于热平衡状态的判据。于热平衡状态的判据。2i0g00nexppnTKENNVC它们乘积满足它们乘积满足: 若用若用n0和和p0分别表示平衡电子浓度和平衡空分别表示平衡电子浓度和平衡空穴浓度

5、，在非简并情况下，有：穴浓度，在非简并情况下，有：TEENTEENVFVFCC0000kexpp;kexpn 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2311n 平衡态与非平衡态间的转换过程：平衡态与非平衡态间的转换过程：热平衡态: 产生率等于复合率,n =0;外界作用: 非平衡态,产生率大于复合率,n 增大;稳定后: 稳定的非平衡态,产生率等于复合率,n 不变;撤销外界作用: 非平衡态,复合率大于产生率,n 减小;稳定后: 初始的热平衡态(n =0)。 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-

6、2312不同状态时，载流子的产生率和复合率统计比较：不同状态时，载流子的产生率和复合率统计比较：载流子的产生率载流子的产生率G G：单位时间单位体积内产单位时间单位体积内产生的电子生的电子-空穴对数。空穴对数。载流子的复合率载流子的复合率R R：单位时间单位体积内复合单位时间单位体积内复合掉的电子掉的电子-空穴对数。空穴对数。热平衡态热平衡态产生率复合率产生率复合率不变00、pn注入过程注入过程注入稳定注入稳定产生率复合率产生率复合率n n、p p 增加增加产生率产生率 复合率复合率n n、p p 稳定稳定注入撤销注入撤销产生率产生率 pp0 0) )，则有，则有nr01在小注入下，当温度和掺

7、杂一定时，寿命在小注入下，当温度和掺杂一定时，寿命是一个常数。寿命与多数载流子浓度成反是一个常数。寿命与多数载流子浓度成反比，即电导率越高，寿命越短。比，即电导率越高，寿命越短。讨论：讨论：结论：结论： 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2349(2) (2) 大注入条件下，即大注入条件下，即pnp001r p结论结论 ：寿命不再是常数，依赖于非平衡载流子浓度：寿命不再是常数，依赖于非平衡载流子浓度理论计算获得室温下本征硅和锗的参数为：理论计算获得室温下本征硅和锗的参数为：11310/3.5rcmss1436.5 10/0.3rcmss硅

8、：硅：锗：锗：实际硅、锗的寿命只有几毫秒，说明间接复实际硅、锗的寿命只有几毫秒，说明间接复合起重要作用。复合几率与能带结构有关。合起重要作用。复合几率与能带结构有关。 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2350 复合中心能级从导带俘获一个电子；复合中心能级从导带俘获一个电子； 复合中心能级上的电子被激发到导带；复合中心能级上的电子被激发到导带；（A的逆过程）的逆过程）电子由复合中心落入价带与空穴复合。电子由复合中心落入价带与空穴复合。价带电子被激发到复合中心能级。（价带电子被激发到复合中心能级。（C的逆的逆过程）过程） 中国科学技术大学物

9、理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2351Nt 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2352 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23531ctEEkTcnN e1 tvE EkTvpN e 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2354 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2355pnrRtpp)(1ttppnNprG)nN(nrRttnntn

10、nnnrG1把把代入上式得代入上式得:pnrnnrnNprnNnrtptnttpttn11)()(解得解得:)()()(111pprnnrrpnrNnpnpntt-稳态复合时稳态复合时,复合中心的电子浓度复合中心的电子浓度.电子俘获率电子俘获率( (甲甲)+)+空穴发射率空穴发射率( (丁丁) )考虑考虑稳态复合稳态复合 (复合中心上的电子浓度保持复合中心上的电子浓度保持不变不变), 要求要求:电子产生电子产生电子消失电子消失= 电子发射率电子发射率( (乙乙)+)+空穴俘获率空穴俘获率( (丙丙) ) 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-

11、2356010100()()()tnnpppUNnp 211()()()tiNnpnUnnpp 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23571tN 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2358 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2359101tpNn1tN101tpNp 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2360 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor P

12、hysics2022-6-2361间接复合的四个微观过程小结间接复合的四个微观过程小结: :1nrsn-TkEENtCC01expn1sprpTkEENVtV01expp)nN( nrRttnn电子俘获系数电子俘获系数tnnsG电子发射系数电子发射系数pnrRtpp空穴俘获系数空穴俘获系数)nN(sGttp空穴发射系数空穴发射系数 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2362 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2363 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Ph

13、ysics2022-6-2364 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2365 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2366 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2367)(0nsstpTsppNVUstpTlrNVS小注入表面复合速度小注入表面复合率 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2368 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022

14、-6-2369带间俄歇复合 图5-10 (a),(d)带间带间Auger复合的定性图象复合的定性图象俄歇复合：在重掺杂半导体中，俄歇复合是俄歇复合：在重掺杂半导体中，俄歇复合是主要的复合机制。主要的复合机制。 Auger复合复合 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2370杂质和缺陷能级的主要作用：杂质和缺陷能级的主要作用：p起施主或受主作用起施主或受主作用p起起复合中心作用复合中心作用p起起陷阱效应作用陷阱效应作用 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2371杂质或缺陷能收容非平衡载流

15、子的作杂质或缺陷能收容非平衡载流子的作用称为陷阱效应。用称为陷阱效应。1. 1. 陷阱效应：陷阱效应：陷阱和陷阱中心：陷阱和陷阱中心：有显著陷阱效应（积累的非平衡载流子数有显著陷阱效应（积累的非平衡载流子数目可以与非平衡载流子数目相比拟）的杂目可以与非平衡载流子数目相比拟）的杂质或缺陷能级称为陷阱，而相应的杂质或质或缺陷能级称为陷阱，而相应的杂质或缺陷称为陷阱中心。缺陷称为陷阱中心。电子陷阱：电子陷阱：能收容电子的杂质或缺陷能级。能收容电子的杂质或缺陷能级。空穴陷阱：空穴陷阱：能收容空穴的杂质或缺陷能级。能收容空穴的杂质或缺陷能级。 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor

16、 Physics2022-6-2372)()()(111pprnnrrpnrNnpnpntt 在间接复合理论中，稳态复合情况下，在间接复合理论中，稳态复合情况下，复合中心上的电子浓度为：复合中心上的电子浓度为： 显然，其与非平衡载流子浓度有关。显然，其与非平衡载流子浓度有关。电子浓度和空穴浓度对电子浓度和空穴浓度对n nt t的影响是相互独立的。的影响是相互独立的。 由于复合中心有着陷阱中心相似的作由于复合中心有着陷阱中心相似的作用用, ,即也能积累非平衡载流子即也能积累非平衡载流子, ,因此可以借因此可以借助前面的间接复合中心理论来分析陷阱中助前面的间接复合中心理论来分析陷阱中心的载流子情况

17、心的载流子情况. . 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2373,0时当ntpnpnttNpprnnrrprnNn)()()(1010100此时00p,0时当p0)()()(1010100pprnnrrprnNnpnpntt此时00n(1)(1)平衡态平衡态)()()(1010100pprnnrrprnNnpnpntt 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2374只考虑只考虑n n 的影响，则有：的影响，则有： npprnnrprnrrNnpnpnntt2101001假设对电子和空穴的

18、俘获能力相近，即：假设对电子和空穴的俘获能力相近，即： pnrr ppnnnnn0t0tt( (偏微分取值偏微分取值对应于平衡值对应于平衡值) ) 由于电子和空穴对由于电子和空穴对n nt t 的影响是相互独的影响是相互独立的，因此小注入情况下，复合中心上积立的，因此小注入情况下，复合中心上积累的非平衡载电子浓度可写为：累的非平衡载电子浓度可写为： (2)(2)非平衡态非平衡态, ,小注入小注入 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2375nppnnpnppnnNntt)()(1010011010 上式中第二个因子总是小于上式中第二个因子总

19、是小于1,1,因此要因此要使使 n nt t与与 n n可以相比拟可以相比拟, ,除非除非N Nt t可以与平衡可以与平衡载流子浓度之和载流子浓度之和(n(n0 0+p+p0 0) )可以相比拟可以相比拟, ,否则没否则没有明显的陷阱效应的有明显的陷阱效应的. . 而实际上而实际上, ,对典型的陷阱对典型的陷阱, ,虽然浓度较小虽然浓度较小, ,但但陷阱中的非平衡载流子浓度远远超过导带或价陷阱中的非平衡载流子浓度远远超过导带或价带中的非平衡载流子带中的非平衡载流子( (少子少子),),这说明典型陷阱对这说明典型陷阱对电子和空穴的俘获率应该有很大的差距电子和空穴的俘获率应该有很大的差距. .实际

20、陷实际陷阱中阱中, ,对电子俘获率和对空穴俘获率的差距常常对电子俘获率和对空穴俘获率的差距常常大到可以忽略小的那一个的程度大到可以忽略小的那一个的程度. . n nt t 表达式可以改写为表达式可以改写为: : 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2376 若若r rn nrrp p, ,陷阱俘获电子后陷阱俘获电子后, ,很难再俘获空穴很难再俘获空穴( (向向价带发射电子价带发射电子),),被俘获的电子往往在复合前就被俘获的电子往往在复合前就受热激发又重新释放回导带受热激发又重新释放回导带. .这种情形为电子这种情形为电子陷阱陷阱. .若若

21、r rp prrn n, ,陷阱俘获空穴后陷阱俘获空穴后, ,很难再俘从导带获很难再俘从导带获电子电子, ,回到价带的电子很容易重回到陷阱回到价带的电子很容易重回到陷阱. .这种这种情形为空穴陷阱情形为空穴陷阱. . 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2377nnnnNntt2101nnnnnNdnndtt310101)()(现求现求 n nt t极大值时对应的极大值时对应的n n1 1值值: :考虑电子陷阱的情况，在式考虑电子陷阱的情况，在式npprnnrprnrrNnpnpnntt2101001中略去中略去r rp p, , 有有 中

22、国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23780lnnnn4n0tmaxtN因此因此 n nt t极大值时对应的极大值时对应的n n1 1值和相应的极大值值和相应的极大值分别为分别为: :上两式表示能级的位置最有利于陷阱作用时上两式表示能级的位置最有利于陷阱作用时的情形的情形. .从极大值的表达式可以看出从极大值的表达式可以看出, ,如果电子是多数载如果电子是多数载流子流子, ,即使杂质浓度可以与平衡多数载流子相比即使杂质浓度可以与平衡多数载流子相比拟拟, ,即便最有利的杂质能级位置时即便最有利的杂质能级位置时, ,仍然没有显仍然没有显著的陷阱

23、效应著的陷阱效应. .因此实际上遇到的常常是少数载因此实际上遇到的常常是少数载流子的陷阱效应流子的陷阱效应. .:nn0l级位置给出了最有利的杂质能 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2379)exp(01TkEENntcc)exp(00TkEENnFcc0lnnFEEt即当陷阱能级与费米能级重合时即当陷阱能级与费米能级重合时, ,最有利于最有利于陷阱的作用陷阱的作用, ,俘获的非平衡载流子最多俘获的非平衡载流子最多: : 对于再低的能级对于再低的能级, ,平衡时已被电子填满平衡时已被电子填满, ,因而不能起陷阱作用因而不能起陷阱作用.

24、. 在费米能级以上的在费米能级以上的能级能级, ,平衡时基本上是空着的平衡时基本上是空着的, ,适合陷阱的适合陷阱的作用作用, ,但能级越高但能级越高, ,电子被激发到导带的几电子被激发到导带的几率率r rn nn n1 1越大越大. .因此对电子陷阱来说因此对电子陷阱来说, ,费米能级费米能级以上的能级以上的能级, ,越靠近费米能级越靠近费米能级, ,陷阱作用越陷阱作用越明显明显. . 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2380从以上分析可知从以上分析可知, , 对于电子陷阱对于电子陷阱, ,电子落入陷阱电子落入陷阱后后, ,基本上不能

25、直接与空穴复合基本上不能直接与空穴复合, ,它们必须首先它们必须首先被激发到导带被激发到导带, ,然后才能再通过复合中心而复合然后才能再通过复合中心而复合材料材料, ,相对于从导带俘获电子的平均时间而言相对于从导带俘获电子的平均时间而言, , 陷阱中的电子激发到导带所需的平均时间要长陷阱中的电子激发到导带所需的平均时间要长得多得多, , 因此因此, ,陷阱的存在大大增长了从非平衡态陷阱的存在大大增长了从非平衡态恢复到平衡态的弛豫时间恢复到平衡态的弛豫时间. . 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2381 附加光电导率为：附加光电导率为：设

26、设 n n 和和 p p 分别为导、价带中非平衡载流分别为导、价带中非平衡载流子浓度，陷阱中的非平衡载流子浓度是子浓度，陷阱中的非平衡载流子浓度是 n nt t ，考虑电中心条件考虑电中心条件, ,有：有：tnnptpnpnpnqnqnpq)()(上式说明上式说明, ,虽然陷阱中的电子本身不能参与虽然陷阱中的电子本身不能参与导电导电, ,但仍间接地反映于附加电导率中但仍间接地反映于附加电导率中. . 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2382由于非平衡载流子随指数规律衰减由于非平衡载流子随指数规律衰减,因此附因此附加光电导率也应随指数规律

27、衰减加光电导率也应随指数规律衰减.但当有陷阱存在时但当有陷阱存在时, 由于陷阱中的非平衡由于陷阱中的非平衡载流子并不随指数规律复合载流子并不随指数规律复合, 因此附加光因此附加光电导率也偏离随指数衰减规律电导率也偏离随指数衰减规律.右图右图: P: P型型硅的附加电硅的附加电导衰减规律导衰减规律 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2383研究表明研究表明,P型硅中存在两种陷阱型硅中存在两种陷阱:浅陷阱深陷阱)(57. 0)(79. 021eVEEeVEEctct衰减开始时衰减开始时, 两种陷阱都基本饱和两种陷阱都基本饱和(被电子占满被电子

28、占满),导带中尚有相当数目的非平衡载流子导带中尚有相当数目的非平衡载流子. 图中图中,A部分主要是导带中电子复合衰减所致部分主要是导带中电子复合衰减所致; B部分主部分主要是浅陷阱电子的衰减所致要是浅陷阱电子的衰减所致; C部分主要是深陷部分主要是深陷阱中的电子衰减所致阱中的电子衰减所致.显然显然,陷阱的存在将影响对寿命的测量陷阱的存在将影响对寿命的测量, 因而因而在光电导衰减实验中在光电导衰减实验中,为了消除陷阱效应的为了消除陷阱效应的影响影响,常常在脉冲光照的同时再加上恒定的常常在脉冲光照的同时再加上恒定的光照光照,使陷阱始终处于饱和状态使陷阱始终处于饱和状态. 中国科学技术大学物理系微电

29、子专业 Semiconductor Physics2022-6-2384 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2385( )d p xSDdx dxxpdqDJ)( 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2386( )0p xt22( )( )dp xp xDdx 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2387( ) xxLLp xAeBeLD 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23

30、880( )()xLp xp e 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23890( )() (1)xp xpw 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2390000( )() ()r rLrp xper 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2391dxxndDS)(dxxndqDJ)()()(22xndxxndD 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2392pDrprp)()(2pD

31、rnrn)()(2 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2393 ()()()()drdidrdiJJJJJJJ 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2394dndpJenEeDepEeDdxdxd nd pJenEeDepEeDdxdx 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2395J+J+J-J-N型半导体型半导体 蓝蓝-扩散电流扩散电流,红红-漂移电流漂移电流图5-16 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor

32、 Physics2022-6-2396 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2397迁移率反映载流子在外迁移率反映载流子在外电场作用下运动的难易电场作用下运动的难易程度程度扩散系数反映载流子在扩散系数反映载流子在有浓度梯度时运动的难有浓度梯度时运动的难易程度易程度两者的关系两者的关系? dxndqnn qJJJdxpdqpp qJJJnn0nnnpp0pppDEDE扩漂扩漂 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2398爱因斯坦关系的推导爱因斯坦关系的推导考虑处于平衡态下的非均匀掺杂的考虑

33、处于平衡态下的非均匀掺杂的n n型半导型半导体体( (一维一维) )，则杂质浓度都是，则杂质浓度都是x x 函数，可写函数，可写为为)(0 xn浓度梯度的存在必然产生浓度梯度的存在必然产生载流子的扩散，形成扩散载流子的扩散，形成扩散电流。电流。dx)(ndqJdx)(pdqJ0nn0ppxDxD扩扩电离杂质不能移动电离杂质不能移动, ,而载流而载流子的扩散有使载流子趋于均子的扩散有使载流子趋于均匀分布的趋势匀分布的趋势, ,结果导致半结果导致半导体内部不再处处电中性导体内部不再处处电中性, ,从而出现静电场从而出现静电场E.E.静电场又静电场又引起载流子的漂移电流。引起载流子的漂移电流。 Ex

34、Exn0np0p)(nqJ)(pqJ漂漂)(0 xp 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2399在平衡条件下不存在宏观在平衡条件下不存在宏观电流，静电场的建立总是电流，静电场的建立总是反抗扩散进行，平衡时电反抗扩散进行，平衡时电子的总电流和空穴的总电子的总电流和空穴的总电流分别为零，即流分别为零，即 0JJJ0JJJnnnppp扩漂扩漂所以对电子有：所以对电子有：dxxndDExnnn)()(00又又dxxdVE)(由于由于V(x)V(x)存在，当考虑电子能量时，须计入附加存在，当考虑电子能量时，须计入附加的静电势，因而导带底的能量应写成

35、的静电势，因而导带底的能量应写成)(xqVEc(1)(2) 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23100两边微分得：两边微分得：dxxdVTkqxndxxnd)()()(000(2)(3)(2)(3)代入代入(1)(1)得得: :qTkDnn0同理对于空穴也有同理对于空穴也有: :qTkDpp0爱因斯坦关系式爱因斯坦关系式这样，在非简并条件下，电子浓度为：这样，在非简并条件下，电子浓度为：TkExqVENxncFc00)(exp)(3) 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23101对

36、于非均匀半导体，上式可改写为对于非均匀半导体，上式可改写为: :-半导体中同时存在扩散和漂移运动时的总半导体中同时存在扩散和漂移运动时的总电流密度表示式电流密度表示式：dxpdqkpp qJJ00pnpTEJdxndqknn q00nTE)dxdnqk()dxdpqk( qJJ00pnpTnEqTpEJn 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23102 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23103 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6

37、-231042222pppEpDEpGtxxxnnnEnDEnGtxxx 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23105( )( )d p tp tdt 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2310622( )( )dp xp xDdx 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2310722( )( )( )0dp xd p xp xDEdxdx 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2

38、310822pppDtx 22ppppDEtxx 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23109图图5-19 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23110220ppDGx 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23111图5-20 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23112 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-2311302

39、0224exp4),(npppnpnnnpnpnpttDxtDNtxpppxpDxptp（3）Haynes-Shockley实验实验局部光脉冲在半导体样品中产生过剩载流子，连续性方程如下:024)(exp4),(nppppnpttDtxtDNtxp加外场时： 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23114 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23115 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23116 中国科学技术大学物理系微电子专业

40、Semiconductor Physics2022-6-23117 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23118 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23119 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23120连续性方程应用总结连续性方程应用总结(1)(1) 根据已知条件，简化连续性方程根据已知条件，简化连续性方程 (a) (a) 稳定情况，则稳定情况，则 (b) (b) 半导体均匀掺杂，则半导体均匀掺杂，则 (c) (c) 电场均匀，则电场均匀，则 (d) (d) 没有外电场，则没有外电场，则 (e) (e) 载流子没有体内产生，则载流子没有体内产生，则 (2)(2) 求出简化方程的通解求出简化方程的通解(3) (3) 确定边界条件和初始条件，由此求出积确定边界条件和初始条件，由此求出积分常数，从而求出符合条件的特解分常数，从而求出符合条件的特解0/tppp0/xE0E0gp 中国科学技术大学物理系微电子专业 Semiconductor Physics2022-6-23121