Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
===============================================
ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА И ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Определение времени жизни неосновных носителей заряда методом модуляции проводимости
Учебно-методическое пособие
для студентов III курса дневного и заочного отделения РЭФ
направления 210100, 210600
Новосибирск
2011
В настоящем пособии дано краткое описание способа измерения времени жизни неосновных носителей заряда методом модуляции проводимости точечного контакта. Измерения проводятся на образцах германия. В работе рассмотрен вопрос о времени жизни неосновных носителей заряда и изложена теория механизма рекомбинации через локальные центры захвата. В пособии приведены краткие теоретические сведения о неравновесных процессах в полупроводниковых материалах, дано описание лабораторной установки, изложена методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных, указаны требования к отчету. В конце описания лабораторной работы приведены контрольные вопросы для самоподготовки студентов и список рекомендованной литературы.
Методическое пособие предназначено студентов III курса дневного и заочного отделения РЭФ направления 210100, 210600.
.
Составители: Р.П.Дикарева, доцент
С.П.Хабаров, ст. преподаватель
Рецензент
Работа подготовлена на кафедре
полупроводниковых приборов и микроэлектроники
© Новосибирский государственный технический университет, 2011 г.
Лабораторная работа № 1
Определение времени жизни неосновных носителей заряда методом модуляции проводимости .
Цель работы - измерение времени жизни неосновных носителей заряда методом модуляции проводимости точечного контакта. Измерения проводятся на образцах германия. В работе рассмотрен вопрос о времени жизни неосновных носителей заряда и изложена теория механизма рекомбинации через локальные центры захвата.
1 . Теоретическое введение
1.1Время жизни неосновных носителей заряда
Свободные носители заряда, возникающие в результате термической генерации и находящиеся в тепловом равновесии с кристаллической решеткой, называются равновесными.
Одновременно с генерацией свободных носителей идет процесс рекомбинации: электроны возвращаются в свободные состояния в валентной зоне, в результате чего исчезают свободный электрон и свободная дырка.
Помимо тепловой генерации имеются другие механизмы, приводящие к возникновению свободных носителей заряда. Например, они могут образовываться при облучении полупроводника светом; в результате генерации с помощью p-n перехода; за счет разрыва валентных связей в сильных электрических полях.
Во всех этих случаях создается некоторая концентрация неравновесных свободных электронов ∆n и дырок ∆p, которые в момент возникновения могут иметь кинетическую энергию, значительно превышающую среднюю тепловую энергию равновесных частиц.
В результате рассеяния носители заряда передают кристаллической решетке избыточную энергию.
Средняя длина свободного пробега электронов имеет порядок 10-6 см, тепловая скорость при комнатной температуре составляет приблизительно 10-7 см/сек. При этом среднее время между двумя столкновениями равно сек. Для рассеяния избыточной энергии порядка 1 эВ неравновесные электроны должны совершить около 1000 столкновений, это значит, что уже через 10-10 сек они приобретут температуру кристаллической решетки и не будут отличаться от равновесных носителей заряда. Поэтому распределение по энергиям неравновесных и равновесных носителей заряда будет одинаково.
В этом случае общее число электронов и дырок равно соответственно:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.