28. Центры захвата и рекомбинация.

Центры рекомбинации ( ловушки) и решетке ПП могут находиться в днух состояниях: нейтральном и заряженном. Пек-рые примеси могут находиться в неск. 

Центр рекомбинации в свою очередь имеет, по-видимому, заметно различные сечения захвата для электронов и для дырок. Например, однократно отрицательно заряженный центр имеет большое сечение захвата дырки. После захвата он становится нейтральными, по всей вероятности, имеет значительно меньшее сечение захвата электрона. Дважды отрицательно заряженный центр должен обнаруживать ещо большее различие в эффективных сечениях для электронов и дырок, так как после захвата дырки он все еще создает на больших расстояниях поле, отталкивающее электроны. 

Центры рекомбинации ( ловушки) в решетке ТШ могут находиться в двух состояниях: нейтральном и заряженном. Нек-рые примеси могут находиться в неск. 

Центры рекомбинации на поверхности могут возникать за счет частичной ионизации гидратированной окисной пленки. При осушке поверхности кристалла концентрация этих центров возрастает. 

Центры рекомбинации создаются примесями, имеющими энергетические уровни вблизи середины запрещенной зоны полупроводника. К таким примесям относятся медь, никель, кобальт, золото. Дефекты решетки, донорные и акцепторные примеси также могут создавать центры рекомбинации. 

Центры рекомбинации уровней Et, равновесные концентрации электронов и дырок пп и рп и постоянные захиа - Фиг. 

Центрами рекомбинации для германия обычно являются примеси меди, никеля, кобальта и некоторых других элементов. Ускорять рекомбинацию могут также структурные неоднородности самого кристалла. 

Мости центров рекомбинации, ти центры здесь не что иное как уровни меди на 0 17 эв ниже дна зоны проводимости. 

Концентрация центров рекомбинации изменяется примерно от Ю12 см 3 для наиболее тщательно очищенных кристаллов до Ш19 см-3 для полупроводников с большой шириной запрещенной зоны, где глубоко лежащие центры могут располагаться на малых расстояниях друг от друга без перекрытия волновых функций. Сечение захвата изменяется приблизительно от 10 - 12 смг для притягивающих заряженных центров до 10 - 20 см. и менее для отталкивающих заряженных центров. 

Если имеются центры рекомбинации более чем одного типа, то результирующее сопротивление рекомбинации R определяется параллельным соединением сопротивлений различных центров. Величина R, полученная для образцов А и D из экспериментальных значений С, составляет около г500 ом. Отсюда вытекает, что 8р0 8ерп и 8pb Stpp, или, другими словами, центры типа а находятся в равновесии с зоной проводимости, а центры типа Ъ - с валентной зоной. 

Степень заполнения центров рекомбинации зависит от их энергии и положения уровня Ферми на поверхности. Последнее в свою очередь определяется условием нейтральности поверхности в целом. Адсорбция и десорбция ионов на поверхности представляет очень наглядный механизм изменения поверхностного дипольного момента. Если имеет место адсорбция или десорбция, то уровень Ферми на поверхности сдвигается до такого положения, что сумма всех зарядов на поверхности ( адсорбированных ионов, заряда на центрах рекомбинации и в слое пространственного заряда) оказывается равной нулю. Ниже изучаются следствия, вытекающие из этой модели. 

При наличии центров быстрой и медленной рекомбинации и центров захвата нескольких типов кинетика затухания фотопроводимости столь же сложна, как и кинетика затухания люминесценции. Однако, используя уже упоминавшийся в гл. I прием - импульсное возбуждение большой интенсивности, - картину удается сильно упростить. 

Так как центрами рекомбинации могут быть нарушения периодичности кристаллической решетки, то вполне естественно предположить, что поверхность полупроводника будет иметь большое количество рекомбинационных центров, так как на поверхности решетка обрывается. Следовательно, на поверхности может происходить более активная рекомбинация, чем в объеме полупроводника. 

Таким образом, центры рекомбинации суть дискретные уровни, расположенные между двумя квазиуровнями Ферми, положение которых в свою очередь определяется концентрациями свободных электронов и дырок. В этом смысле различие между мелкими ловушками и центрами рекомбинации чисто статистическое.