非平衡載流子的擴散運動

非平衡載流子的擴散運動Dn---電子擴散系數（electrondiffusioncoefficients）---單位時間在小體積Δx·1中積累的電子數擴散定律第2頁,共25頁，2024年2月25日，星期天----在x附近，單位時間、單位體積中積累的電子數穩(wěn)態(tài)時，積累=損失穩(wěn)態(tài)擴散方程第3頁,共25頁，2024年2月25日，星期天三維球坐標第4頁,共25頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共25頁，2024年2月25日，星期天若樣品足夠厚第6頁,共25頁，2024年2月25日，星期天若樣品厚為W（W∞)并設非平衡少子被全部引出則邊界條件為：?n(W)=0?n(0)=(?n)0得第7頁,共25頁，2024年2月25日，星期天當W<<Ln時，相應的Sn=常數第8頁,共25頁，2024年2月25日，星期天空穴的擴散電流密度電子的擴散電流密度

擴散電流密度第9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

在光照和外場同時存在的情況下:（2）總電流密度第11頁,共25頁，2024年2月25日，星期天（3）EinsteinRelationship（愛因斯坦關系）平衡條件下：第12頁,共25頁，2024年2月25日，星期天最后得同理第13頁,共25頁，2024年2月25日，星期天5.6連續(xù)性方程指擴散和漂移運動同時存在時，少數載流子所遵守的運動方程以一維n型為例來討論：光照ε

在外加條件下，載流子未達到穩(wěn)態(tài)時，少子濃度不僅是x的函數，而且隨時間t變化：*空穴積累率：空穴的擴散和漂移流密度第14頁,共25頁，2024年2月25日，星期天空穴積累率復合率其它產生率------連續(xù)性方程討論（1）光照恒定（2）材料摻雜均勻（3）外加電場均勻第15頁,共25頁，2024年2月25日，星期天（4）光照恒定，且被半導體均勻吸收對于p型半導體：第16頁,共25頁，2024年2月25日，星期天應用舉例1用光照射n型半導體，并被表面均勻吸收，且gp=0

。假定材料是均勻的，且無外場作用，試寫出少數載流子滿足的運動方程。——非平衡少數載流子的擴散方程第17頁,共25頁，2024年2月25日，星期天恒定光照下——穩(wěn)態(tài)擴散方程第18頁,共25頁，2024年2月25日，星期天2用恒定光照射n型半導體，并被表面均勻吸收,且gp=0。假定材料是均勻的，且外場均勻，試寫出少數載流子滿足的運動方程，并求解。解此時連續(xù)性方程變?yōu)榉匠痰耐ń鉃椋旱?9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天考慮到非平衡載流子是隨x衰減的又其中——空穴的牽引長度空穴在壽命時間內所漂移的距離第20頁,共25頁，2024年2月25日，星期天最后得：其中第21頁,共25頁，2024年2月25日，星期天電場很強電場很弱結論：由表面注入的非平衡載流子深入樣品的平均距離，在電場很強時為牽引長度，而電場很弱時為擴散長度。第22頁,共25頁，2024年2月25日，星期天3在一塊均勻的半導體材料中，用適當頻率的光脈沖照射其局部區(qū)域，請分別寫出沒有外場和加外場時，非平衡載流子在光脈沖停止后的運動方程。沒有外場：0x?pt=0t=t1t=t2第23頁,共25頁，2024年2月25日，星期天有外場：0x?pt=0t=t1At=t2第24頁,共25頁，2024年2月25日，星期天4穩(wěn)態(tài)下的表面復合

穩(wěn)定光照射在一塊均勻摻雜的n型半導體中均勻產生非平衡載流子，