Физические основы микроэлектроники. Гатько Л.Е - 16 стр.

UptoLike

16
массового переброса электронов из валентной зоны в зону
проводимости собственная концентрация носителей - электронов и
дырок - резко возрастает и во много раз превышает величину
N
d
. При
Т>T
2
полупроводник обладает свойствами собственного
полупроводника.
Рассмотрим теперь, как изменяется время жизни носителей при
рекомбинации через ГУ в донорном полупроводнике с изменением
температуры (см. рис. 2.2, в).
При
T<T
t
все ГУ заняты электронами, которые не могут
рекомбинировать из-за ничтожного количества дырок в валентной
зоне. Поэтому в этом интервале температур время жизни носителей
постоянно и равно
τ
ρ
0
.
При
T>T
t
начинается интенсивный переброс электронов в зону
проводимости с ГУ. Заполнение ГУ уменьшается и тем самым
уменьшается вероятность рекомбинации электрона с дыркой в
валентной зоне и увеличивается время жизни дырки, которое и
определяет общее время жизни носителей
τ
. Поэтому в области
T
n
<T<T
2
время жизни растет с увеличением температуры и
подчиняется закону
=
kT
EE
exp
N
N
tc
d
c
0
ρ
ττ
. (2.5)
Если построить график
T
1
ln
τ
, то получится прямая линия,
по наклону которой можно определить глубину залегания
энергетического уровня ловушек
E
c
-E
t
. Из рис.2.2,в видно, что
экстраполяция этой зависимости в область более низких температур
позволит при
T=T
t
определить ln
τ
ρ
0
.
В области собственной проводимости с ростом температуры
(Т>Т
2
) концентрация подвижных носителей заряда в зонах резко
увеличивается, поэтому увеличивается заполнение ГУ носителями
заряда и время их жизни уменьшается.
Помимо теплового возбуждения возможны и другие способы
увеличения концентрации подвижных носителей зарядов в
полупроводнике, например введение их через электрический контакт.
При этом появляется дополнительная избыточная концентрация
носителей тока
n и
p.