非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合課件

趙君20110702125余洋20110702126石蘭20110702127非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合趙君20110702125非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合1處于非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度也不再是n0和p0（此處0是下標(biāo)），可以比他們多出一部分。比平衡狀態(tài)多出來的這部分載流子稱為非平衡載流子。（1）非平衡載流子的產(chǎn)生：非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體有兩種情況，一種是比平衡載流子多出了一部分載流子，為注入情況；另一種是比平衡載流子缺少了一部分載流子，為抽出情況。（2）非平衡載流子的壽命：在沒有外界作用時(shí)，所多出的載流子——非平衡載流子將要復(fù)合而消失（半導(dǎo)體恢復(fù)到平衡狀態(tài)），非平衡載流子的平均消失時(shí)間就是載流子的“復(fù)合壽命”；相反，對于缺少了載流子的半導(dǎo)體，將要產(chǎn)生出載流子、以恢復(fù)到平衡狀態(tài)，這時(shí)，產(chǎn)生出缺少了的一部分載流子所需要的時(shí)間就是載流子的“產(chǎn)生壽命”。復(fù)合與產(chǎn)生的機(jī)理與半導(dǎo)體種類有關(guān)，Si主要是復(fù)合中心的間接復(fù)合機(jī)理。

非平衡載流子Non-equilibriumcarrier處于非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度也不再是n0和p0（此處2（3）非平衡載流子多半是少數(shù)載流子：由于半導(dǎo)體電中性條件的要求，一般不能向半導(dǎo)體內(nèi)部注入、或者從半導(dǎo)體內(nèi)部抽出多數(shù)載流子，而只能夠注入或者抽出少數(shù)載流子，所以半導(dǎo)體中的非平衡載流子一般就是非平衡少數(shù)載流子。（4）非平衡載流子的運(yùn)動(dòng)：因?yàn)樽鳛樯贁?shù)載流子的非平衡載流子能夠產(chǎn)生濃度梯度，所以，非平衡載流子的擴(kuò)散是一種重要的運(yùn)動(dòng)形式；在小注入時(shí)，盡管非平衡載流子的數(shù)量很小，但是它可以形成很大的濃度梯度，從而能夠產(chǎn)生出很大的擴(kuò)散電流。相對來說，非平衡載流子受電場作用而產(chǎn)生的漂移電流卻往往較小。（3）非平衡載流子多半是少數(shù)載流子：由于半導(dǎo)體電中性條件的要31.載流子的產(chǎn)生速率Q與復(fù)合速率R

~指單位時(shí)間，單位體積內(nèi)所產(chǎn)生（或復(fù)合掉)的電子—空穴對的數(shù)目。2.熱平衡狀態(tài)

~1.產(chǎn)生速率Q=復(fù)合速率R；2.宏觀性質(zhì)保持不變；3.統(tǒng)計(jì)意義上的動(dòng)態(tài)平衡。4.對非簡并的半導(dǎo)體（半導(dǎo)體中摻入一定量的雜質(zhì)時(shí)，使費(fèi)米能級Ef位于導(dǎo)帶和價(jià)帶內(nèi)，即Ev+3KT<=Ef<=Ec-3KT時(shí)，半導(dǎo)體成為非簡并的。），熱平衡的判據(jù)式為：n0*p0=ni^2。3.非平衡狀態(tài)

~指在外界條件作用下，平衡條件被破壞，系統(tǒng)處于與熱平衡狀態(tài)相偏離的狀態(tài)。。4.非平衡載流子（過剩載流子）~指處于非平衡狀態(tài)下的載流子濃度n、p與熱平衡狀態(tài)時(shí)的載流子濃度n0、p0之差，即△n=n-n0、△p=p-p0，且△n=△p。非平衡狀態(tài)與非平衡載流子1.載流子的產(chǎn)生速率Q與復(fù)合速率R

~指單位時(shí)4平衡態(tài)半導(dǎo)體的標(biāo)志就是具有統(tǒng)一的費(fèi)米能級EF，此時(shí)的平衡載流子濃度n0和p0唯一由EF決定。平衡態(tài)非簡并半導(dǎo)體的n0和p0乘積為稱n0p0=ni2為非簡并半導(dǎo)體平衡態(tài)判據(jù)式。非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合

平衡態(tài)半導(dǎo)體的標(biāo)志就是具有統(tǒng)一的費(fèi)米能級EF，此時(shí)的平衡非平5

但是半導(dǎo)體的平衡態(tài)條件并不總能成立，如果某些外界因素作用于平衡態(tài)半導(dǎo)體上，如圖所示的一定溫度下用光子能量hγ≥Eg的光照射n型半導(dǎo)體，這時(shí)平衡態(tài)條件被破壞，樣品就處于偏離平衡態(tài)的狀態(tài)，稱作非平衡態(tài)。光照前半導(dǎo)體中電子和空穴濃度分別是n0和p0，并且n0>>p0。光照后的非平衡態(tài)半導(dǎo)體中電子濃度n=n0+Δn

，空穴濃度p=p0+Δp

，并且Δn=Δp

，比平衡態(tài)多出來的這部分載流子Δn和Δp就稱為非平衡載流子。n型半導(dǎo)體中稱Δn為非平衡多子，Δp為非平衡少子。n型半導(dǎo)體非平衡載流子的光注入但是半導(dǎo)體的平衡態(tài)條件并不總能成立，如果某些6因此相對來說非平衡多子的影響輕微，而非平衡少子的影響起重要作用。通常說的非平衡載流子都是指非平衡少子。非平衡載流子的存在使半導(dǎo)體的載流子數(shù)量發(fā)生變化，因而會引起附加電導(dǎo)率當(dāng)產(chǎn)生非平衡載流子的外部作用撤除以后，非平衡載流子也就逐漸消失，半導(dǎo)體最終恢復(fù)到平衡態(tài)。半導(dǎo)體由非平衡態(tài)恢復(fù)到平衡態(tài)的過程，也就是非平衡載流子逐步消失的過程，稱為非平衡載流子的復(fù)合。平衡態(tài)也不是靜止的、絕對的平衡，而是動(dòng)態(tài)平衡。因此相對來說非平衡多子的影響輕微，而非平衡少子的影71.定義~指在外界作用下使半導(dǎo)體產(chǎn)生非平衡載流子的過程。2.分類~1.非平衡載流子的光注入和電注入。

2.小注入（△n=△p<<n）和大注入（△n=△p~n）。

3.非平衡多數(shù)（少數(shù)）載流子~對于n型半導(dǎo)體，非平衡電子△n稱為非平衡多數(shù)載流子；而非平衡空穴△p稱為非平衡少數(shù)載流子。

！非平衡少子的濃度通常高于平衡態(tài)少子濃度。非平衡載流子的注入1.定義非平衡載流子的注入8光照產(chǎn)生非平衡載流子的方式稱作非平衡載流子的光注入，此外還有電注入等形式。通常所注入的非平衡載流子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于平衡態(tài)時(shí)的多子濃度。例如n型半導(dǎo)體中通常的注入情況是Δn<<n0，Δp<<n0，滿足這樣的注入條件稱為小注入。要說明的是即使?jié)M足小注入條件，非平衡少子濃度仍然可以比平衡少子濃度大得多。例如：磷濃度為5×1015cm-3

的n-Si，室溫下平衡態(tài)多子濃度n0=5×1015cm-3，少子濃度p0=ni2/n0=4.5×104cm-3，如果對該半導(dǎo)體注入非平衡載流子濃度Δn=Δp=1010cm-3，此時(shí)Δn<<n0，Δp<<p0，滿足小注入條件。但必須注意盡管此時(shí)Δn<<n0，而Δp(1010cm-3)卻遠(yuǎn)大于p0(4.5×104cm-3)。光照產(chǎn)生非平衡載流子的方式稱作非平衡載流子的光注入，91.定義~指非平衡載流子在導(dǎo)帶和價(jià)帶中的平均生存時(shí)間，記為τ。2.非平衡載流子的復(fù)合當(dāng)產(chǎn)生非平衡載流子的外作用撤出后，由于半導(dǎo)體內(nèi)部的作用，使它由非平衡態(tài)恢復(fù)到平衡態(tài)，過剩載流子逐漸消失。這一過程稱為非平衡載流子的復(fù)合。3.非平衡載流子的復(fù)合率~單位時(shí)間單位體積內(nèi)復(fù)合消失的電子-空穴對數(shù)稱為非平衡載流子的復(fù)合率；很明顯，△p/τ就代表了復(fù)合率?？梢妴挝粫r(shí)間內(nèi)非平衡載流子的減少應(yīng)當(dāng)?shù)扔诜瞧捷d流子的復(fù)合率.非平衡載流子的壽命1.定義非平衡載流子的壽命10

非平衡載流子的壽命光照停止后非平衡載流子生存一定時(shí)間然后消失，把撤除光照后非平衡載流子的平均生存時(shí)間τ稱為非平衡載流子的壽命。由于非平衡少子的影響占主導(dǎo)作用，故非平衡載流子壽命稱為少子壽命。為描述非平衡載流子的復(fù)合消失速度，定義單位時(shí)間單位體積內(nèi)凈復(fù)合消失的電子-空穴對數(shù)為非平衡載流子的復(fù)合率。非平衡載流子的壽命光照停止后非平衡載流子生存一定時(shí)間然后11壽命τ標(biāo)志著非平衡載流子濃度減小到原值的1/e時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。壽命不同，非平衡載流子衰減的速度不同。壽命越短，衰減越快。通常非平衡載流子的壽命是通過實(shí)驗(yàn)方法測量的。各種測量方法都包括非平衡載流子的注入和檢測兩個(gè)基本方面。1.直流光電導(dǎo)衰減法；2.光磁電法(短壽命非平衡子)；3.擴(kuò)散長度法；4.雙脈沖法；5.漂移法…6.典型材料中非平衡載流子的壽命鍺：10^4μs硅：10^3μs砷化鎵：10^-8~10^-9s不同的材料壽命很不相同。即使是同種材料，在不同的條件下的壽命也可以有很大范圍的變化。非平衡載流子壽命的測量壽命τ標(biāo)志著非平衡載流子濃度減小到原值的1/e時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)12非平衡狀態(tài)時(shí)①在一個(gè)能帶內(nèi)，載流子躍遷十分頻繁，碰撞多，能量交換充分，故載流子間仍處于熱平衡狀態(tài)；②在能帶之間，載流子躍遷非常稀少，碰撞少，能量交換不充分，故載流子間處于不平衡狀態(tài)。可見，統(tǒng)計(jì)分布分別對于導(dǎo)帶和價(jià)帶仍然適用，即系統(tǒng)處于一種準(zhǔn)平衡態(tài)。所以，對應(yīng)于導(dǎo)帶和價(jià)帶，可以分別引入導(dǎo)帶費(fèi)米能級和價(jià)帶費(fèi)米能級，分別用來描述導(dǎo)帶中電子的分布和價(jià)帶中空穴的分布。通常稱Efn、Efp它們?yōu)闇?zhǔn)費(fèi)米能級準(zhǔn)費(fèi)米能級非平衡狀態(tài)時(shí)準(zhǔn)費(fèi)米能級13?微觀機(jī)構(gòu)?

直接復(fù)合：電子在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的直接躍遷引發(fā)電子和空穴的直接復(fù)合；間接復(fù)合：電子和空穴通過禁帶中的局域能級（復(fù)合中心）進(jìn)行的復(fù)合。?發(fā)生位置體內(nèi)復(fù)合：在半導(dǎo)體體內(nèi)發(fā)生的復(fù)合；表面復(fù)合：在半導(dǎo)體表面發(fā)生的復(fù)合。復(fù)合的分類?微觀機(jī)構(gòu)?

直接復(fù)合：電子在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的直接躍遷引發(fā)14發(fā)射光子——伴隨著復(fù)合將會有發(fā)光現(xiàn)象，常稱為發(fā)光復(fù)合或輻射復(fù)合。發(fā)射聲子——載流子將多余的能量傳遞給晶格，加強(qiáng)晶格的振動(dòng)。俄歇復(fù)合——將能量給予其它的載流子，增加它們的動(dòng)能。復(fù)合過程中能量的釋放發(fā)射光子復(fù)合過程中能量的釋放15產(chǎn)生率G：單位時(shí)間單位體積內(nèi)產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù),為溫度的函數(shù)，與載流子濃度無關(guān)。?復(fù)合率R：單位時(shí)間單位體積內(nèi)復(fù)合掉的電子-空穴對數(shù)。其中r為復(fù)合概率，是溫度的函數(shù)，與載流子濃度無關(guān)。R=rnp達(dá)到熱平衡時(shí)，G=rn0p0=rni^2直接復(fù)合產(chǎn)生率G：單位時(shí)間單位體積內(nèi)產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù),為溫度的16

間接復(fù)合雜質(zhì)和缺陷在半導(dǎo)體禁帶中形成能級，它們不但影響半導(dǎo)體導(dǎo)電性能，還可以促進(jìn)非平衡載流子的復(fù)合而影響其壽命。通常把具有促進(jìn)復(fù)合作用的雜質(zhì)和缺陷稱為復(fù)合中心。通常把具有促進(jìn)復(fù)合作用的雜質(zhì)和缺陷稱為復(fù)合中心。實(shí)驗(yàn)表明半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷越多，載流子壽命就越短。復(fù)合中心的存在使電子-空穴的復(fù)合可以分為兩個(gè)步驟，先是導(dǎo)帶電子落入復(fù)合中心能級，然后再落入價(jià)帶與空穴復(fù)合，而復(fù)合中心被騰空后又可以繼續(xù)進(jìn)行上述過程。相反的逆過程也同時(shí)存在。間接復(fù)合17定義：電子和空穴通過禁帶中的局域能級（復(fù)合中心）進(jìn)行的復(fù)合。復(fù)合中心：處在禁帶中、促進(jìn)電子和空穴進(jìn)行復(fù)合的局域能級。過程分析:甲—俘獲電子；乙—發(fā)射電子；丙—俘獲空穴；丁—發(fā)射空穴；達(dá)到平衡時(shí)，有甲=乙丙=丁間接復(fù)合定義：電子和空穴通過禁帶中的局域能級（復(fù)合中心）進(jìn)行的復(fù)合18

當(dāng)只存在一個(gè)復(fù)合中心能級Et時(shí)，相對于Et存在如圖所示的四個(gè)過程：(1)復(fù)合中心能級Et從導(dǎo)帶俘獲電子；(2)復(fù)合中心能級Et向?qū)Оl(fā)射電子；(3)復(fù)合中心能級Et上電子落入價(jià)帶與空穴復(fù)合；(4)價(jià)帶電子被激發(fā)到復(fù)合中心能級Et

。這四個(gè)過程中(1)和(2)互為逆過程，(3)和(4)也互為逆過程。圖

間接復(fù)合過程當(dāng)只存在一個(gè)復(fù)合中心能級Et時(shí)，相對于Et存19謝謝大家~謝謝大家~20趙君20110702125余洋20110702126石蘭20110702127非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合趙君20110702125非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合21處于非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度也不再是n0和p0（此處0是下標(biāo)），可以比他們多出一部分。比平衡狀態(tài)多出來的這部分載流子稱為非平衡載流子。（1）非平衡載流子的產(chǎn)生：非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體有兩種情況，一種是比平衡載流子多出了一部分載流子，為注入情況；另一種是比平衡載流子缺少了一部分載流子，為抽出情況。（2）非平衡載流子的壽命：在沒有外界作用時(shí)，所多出的載流子——非平衡載流子將要復(fù)合而消失（半導(dǎo)體恢復(fù)到平衡狀態(tài)），非平衡載流子的平均消失時(shí)間就是載流子的“復(fù)合壽命”；相反，對于缺少了載流子的半導(dǎo)體，將要產(chǎn)生出載流子、以恢復(fù)到平衡狀態(tài)，這時(shí)，產(chǎn)生出缺少了的一部分載流子所需要的時(shí)間就是載流子的“產(chǎn)生壽命”。復(fù)合與產(chǎn)生的機(jī)理與半導(dǎo)體種類有關(guān)，Si主要是復(fù)合中心的間接復(fù)合機(jī)理。

非平衡載流子Non-equilibriumcarrier處于非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度也不再是n0和p0（此處22（3）非平衡載流子多半是少數(shù)載流子：由于半導(dǎo)體電中性條件的要求，一般不能向半導(dǎo)體內(nèi)部注入、或者從半導(dǎo)體內(nèi)部抽出多數(shù)載流子，而只能夠注入或者抽出少數(shù)載流子，所以半導(dǎo)體中的非平衡載流子一般就是非平衡少數(shù)載流子。（4）非平衡載流子的運(yùn)動(dòng)：因?yàn)樽鳛樯贁?shù)載流子的非平衡載流子能夠產(chǎn)生濃度梯度，所以，非平衡載流子的擴(kuò)散是一種重要的運(yùn)動(dòng)形式；在小注入時(shí)，盡管非平衡載流子的數(shù)量很小，但是它可以形成很大的濃度梯度，從而能夠產(chǎn)生出很大的擴(kuò)散電流。相對來說，非平衡載流子受電場作用而產(chǎn)生的漂移電流卻往往較小。（3）非平衡載流子多半是少數(shù)載流子：由于半導(dǎo)體電中性條件的要231.載流子的產(chǎn)生速率Q與復(fù)合速率R

~指單位時(shí)間，單位體積內(nèi)所產(chǎn)生（或復(fù)合掉)的電子—空穴對的數(shù)目。2.熱平衡狀態(tài)

~1.產(chǎn)生速率Q=復(fù)合速率R；2.宏觀性質(zhì)保持不變；3.統(tǒng)計(jì)意義上的動(dòng)態(tài)平衡。4.對非簡并的半導(dǎo)體（半導(dǎo)體中摻入一定量的雜質(zhì)時(shí)，使費(fèi)米能級Ef位于導(dǎo)帶和價(jià)帶內(nèi)，即Ev+3KT<=Ef<=Ec-3KT時(shí)，半導(dǎo)體成為非簡并的。），熱平衡的判據(jù)式為：n0*p0=ni^2。3.非平衡狀態(tài)

~指在外界條件作用下，平衡條件被破壞，系統(tǒng)處于與熱平衡狀態(tài)相偏離的狀態(tài)。。4.非平衡載流子（過剩載流子）~指處于非平衡狀態(tài)下的載流子濃度n、p與熱平衡狀態(tài)時(shí)的載流子濃度n0、p0之差，即△n=n-n0、△p=p-p0，且△n=△p。非平衡狀態(tài)與非平衡載流子1.載流子的產(chǎn)生速率Q與復(fù)合速率R

~指單位時(shí)24平衡態(tài)半導(dǎo)體的標(biāo)志就是具有統(tǒng)一的費(fèi)米能級EF，此時(shí)的平衡載流子濃度n0和p0唯一由EF決定。平衡態(tài)非簡并半導(dǎo)體的n0和p0乘積為稱n0p0=ni2為非簡并半導(dǎo)體平衡態(tài)判據(jù)式。非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合

平衡態(tài)半導(dǎo)體的標(biāo)志就是具有統(tǒng)一的費(fèi)米能級EF，此時(shí)的平衡非平25

但是半導(dǎo)體的平衡態(tài)條件并不總能成立，如果某些外界因素作用于平衡態(tài)半導(dǎo)體上，如圖所示的一定溫度下用光子能量hγ≥Eg的光照射n型半導(dǎo)體，這時(shí)平衡態(tài)條件被破壞，樣品就處于偏離平衡態(tài)的狀態(tài)，稱作非平衡態(tài)。光照前半導(dǎo)體中電子和空穴濃度分別是n0和p0，并且n0>>p0。光照后的非平衡態(tài)半導(dǎo)體中電子濃度n=n0+Δn

，空穴濃度p=p0+Δp

，并且Δn=Δp

，比平衡態(tài)多出來的這部分載流子Δn和Δp就稱為非平衡載流子。n型半導(dǎo)體中稱Δn為非平衡多子，Δp為非平衡少子。n型半導(dǎo)體非平衡載流子的光注入但是半導(dǎo)體的平衡態(tài)條件并不總能成立，如果某些26因此相對來說非平衡多子的影響輕微，而非平衡少子的影響起重要作用。通常說的非平衡載流子都是指非平衡少子。非平衡載流子的存在使半導(dǎo)體的載流子數(shù)量發(fā)生變化，因而會引起附加電導(dǎo)率當(dāng)產(chǎn)生非平衡載流子的外部作用撤除以后，非平衡載流子也就逐漸消失，半導(dǎo)體最終恢復(fù)到平衡態(tài)。半導(dǎo)體由非平衡態(tài)恢復(fù)到平衡態(tài)的過程，也就是非平衡載流子逐步消失的過程，稱為非平衡載流子的復(fù)合。平衡態(tài)也不是靜止的、絕對的平衡，而是動(dòng)態(tài)平衡。因此相對來說非平衡多子的影響輕微，而非平衡少子的影271.定義~指在外界作用下使半導(dǎo)體產(chǎn)生非平衡載流子的過程。2.分類~1.非平衡載流子的光注入和電注入。

2.小注入（△n=△p<<n）和大注入（△n=△p~n）。

3.非平衡多數(shù)（少數(shù)）載流子~對于n型半導(dǎo)體，非平衡電子△n稱為非平衡多數(shù)載流子；而非平衡空穴△p稱為非平衡少數(shù)載流子。

！非平衡少子的濃度通常高于平衡態(tài)少子濃度。非平衡載流子的注入1.定義非平衡載流子的注入28光照產(chǎn)生非平衡載流子的方式稱作非平衡載流子的光注入，此外還有電注入等形式。通常所注入的非平衡載流子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于平衡態(tài)時(shí)的多子濃度。例如n型半導(dǎo)體中通常的注入情況是Δn<<n0，Δp<<n0，滿足這樣的注入條件稱為小注入。要說明的是即使?jié)M足小注入條件，非平衡少子濃度仍然可以比平衡少子濃度大得多。例如：磷濃度為5×1015cm-3

的n-Si，室溫下平衡態(tài)多子濃度n0=5×1015cm-3，少子濃度p0=ni2/n0=4.5×104cm-3，如果對該半導(dǎo)體注入非平衡載流子濃度Δn=Δp=1010cm-3，此時(shí)Δn<<n0，Δp<<p0，滿足小注入條件。但必須注意盡管此時(shí)Δn<<n0，而Δp(1010cm-3)卻遠(yuǎn)大于p0(4.5×104cm-3)。光照產(chǎn)生非平衡載流子的方式稱作非平衡載流子的光注入，291.定義~指非平衡載流子在導(dǎo)帶和價(jià)帶中的平均生存時(shí)間，記為τ。2.非平衡載流子的復(fù)合當(dāng)產(chǎn)生非平衡載流子的外作用撤出后，由于半導(dǎo)體內(nèi)部的作用，使它由非平衡態(tài)恢復(fù)到平衡態(tài)，過剩載流子逐漸消失。這一過程稱為非平衡載流子的復(fù)合。3.非平衡載流子的復(fù)合率~單位時(shí)間單位體積內(nèi)復(fù)合消失的電子-空穴對數(shù)稱為非平衡載流子的復(fù)合率；很明顯，△p/τ就代表了復(fù)合率。可見單位時(shí)間內(nèi)非平衡載流子的減少應(yīng)當(dāng)?shù)扔诜瞧捷d流子的復(fù)合率.非平衡載流子的壽命1.定義非平衡載流子的壽命30

非平衡載流子的壽命光照停止后非平衡載流子生存一定時(shí)間然后消失，把撤除光照后非平衡載流子的平均生存時(shí)間τ稱為非平衡載流子的壽命。由于非平衡少子的影響占主導(dǎo)作用，故非平衡載流子壽命稱為少子壽命。為描述非平衡載流子的復(fù)合消失速度，定義單位時(shí)間單位體積內(nèi)凈復(fù)合消失的電子-空穴對數(shù)為非平衡載流子的復(fù)合率。非平衡載流子的壽命光照停止后非平衡載流子生存一定時(shí)間然后31壽命τ標(biāo)志著非平衡載流子濃度減小到原值的1/e時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。壽命不同，非平衡載流子衰減的速度不同。壽命越短，衰減越快。通常非平衡載流子的壽命是通過實(shí)驗(yàn)方法測量的。各種測量方法都包括非平衡載流子的注入和檢測兩個(gè)基本方面。1.直流光電導(dǎo)衰減法；2.光磁電法(短壽命非平衡子)；3.擴(kuò)散長度法；4.雙脈沖法；5.漂移法…6.典型材料中非平衡載流子的壽命鍺：10^4μs硅：10^3μs砷化鎵：10^-8~10^-9s不同的材料壽命很不相同。即使是同種材料，在不同的條件下的壽命也可以有很大范圍的變化。非平衡載流子壽命的測量壽命τ標(biāo)志著非平衡載流子濃度減小到原值的1/e時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)32非平衡狀態(tài)時(shí)①在一個(gè)能帶內(nèi)，載流子躍遷十分頻繁，碰撞多，能量交換充分，故載流子間仍處于熱平衡狀態(tài)；②在能帶之間，載流子躍遷非常稀少，碰撞少，能量交換不充分，故載流子間處于不平衡狀態(tài)?？梢?，統(tǒng)計(jì)分布分別對于導(dǎo)帶和價(jià)帶仍然適用，即系統(tǒng)處于一種準(zhǔn)平衡態(tài)。所以，對應(yīng)于導(dǎo)帶和價(jià)帶，可以分別引入導(dǎo)帶費(fèi)米能級和價(jià)帶費(fèi)米能級，分別用來描述導(dǎo)帶中電子的分布和價(jià)帶中空穴的分布。通常稱Efn、Efp它們?yōu)闇?zhǔn)費(fèi)米能級準(zhǔn)費(fèi)米能級非平衡狀態(tài)時(shí)準(zhǔn)費(fèi)米能級33?微觀機(jī)構(gòu)?

直接復(fù)合：電子在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的直接躍遷引發(fā)電子和空穴的直接復(fù)合；間接復(fù)合：電子和空穴通過禁帶中的局域能級（復(fù)合中心）進(jìn)行的復(fù)合。?發(fā)生位置體內(nèi)復(fù)合：在半導(dǎo)體體內(nèi)發(fā)生的復(fù)合；表面復(fù)合：在半導(dǎo)體表面發(fā)生的復(fù)合。復(fù)合的分類?微觀機(jī)構(gòu)?

直接復(fù)合：電子在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的直接躍遷