載流子的擴散運動.ppt

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1、半導(dǎo)體物理載流子的擴散運動擴散粒子無規(guī)則的熱運動引起粒子由高濃度向低濃度擴散有規(guī)則的運動非平衡載流子擴散均勻摻雜的n型半導(dǎo)體，由于電中性的要求，各處電荷密度為零，載流子均勻分布沒有濃度差異，不會發(fā)生載流子的擴散運動。適當波長照射n型半導(dǎo)體，在n型半導(dǎo)體表面薄層內(nèi)產(chǎn)生非平衡載流子，n型半導(dǎo)體內(nèi)部非平衡載流子很少，既非平衡載流子由于濃度差由外向內(nèi)擴散?？昭〝U散運動一維情況下以空穴的擴散運動為例：擴散流密度：（單位時間通過單位截面積的粒子數(shù)）擴散定律比例系數(shù)Dp稱為空穴擴散系數(shù)，它反映了非平衡少數(shù)載流子擴散本領(lǐng)。負號表示空穴自濃度高的地方向濃度低的地方擴散。一維條件下穩(wěn)態(tài)

2、方程擴散方程單位時間在單位體積內(nèi)積累的空穴數(shù)：單位時間單位體積內(nèi)積累的電子數(shù)穩(wěn)態(tài)時，積累=損失一維穩(wěn)態(tài)方程的普遍解：其中Lp標志著非平衡載流子深入樣品的平均距離，成為擴散長度。樣品足夠厚：x趨于無窮大，p=0。因此，B=0。即：當x=0時，，將他帶入上式，得到A=擴散流密度:樣品厚度一定：樣品厚度為W，在x=w處，p=0，x=0處，將兩個條件帶入穩(wěn)態(tài)方程普遍解得到：兩方程聯(lián)立得到：當W遠小于p時，上式可簡化為：濃度梯度：擴散流密度：三維情況下濃度梯度矢量為。載流子在各個方向的擴散系數(shù)相同，擴散定律的形式：單位體積內(nèi)空穴的率：單位時間在單位體積內(nèi)由于復(fù)合而消失

3、的空穴數(shù)：擴散電流密度空穴的擴散電流密度：電子的擴散電流密度：球坐標下空穴擴散運動球坐標穩(wěn)態(tài)擴散方程：令得到衰減解為：沿徑向的擴散密度在數(shù)值等于：上式與樣品足夠厚擴散密度相比較：探針注入擴散密度式子中多了一項表明離子注入效率要高很多。原因為:平面情況下，濃度梯度完全依靠載流子進入半導(dǎo)體內(nèi)的復(fù)合；球?qū)ΨQ情況下，徑向運動引起載流子的疏散，造成濃度梯度增強擴散效率。幾何形狀引起的擴散遠超過復(fù)合所引起的擴散。謝謝觀看