Generazione e ricombinazione di portatori liberi

1. Generazione e ricombinazione di portatori liberi Assorbimento: creazione coppie e-h: aumento conducibilità Fotoconduzione: Rivelatori di luce o radiazione La conducibilità raggiunge un certo valore: occorre meccanismo di ricombinazione Così Ma anche.. Dispositivi a semiconduttori

2. Iniezione e Ricombinazione n+n I(t) Rate generazione termica t0 In generale n,p dipendono da n e p e dallo specifico processo Dispositivi a semiconduttori

3. Caso di semiconduttore drogato: esiste portatore maggioritario Caso n: n0>>p0: in seguito all’iniezione è significativa la variazione di p e si può considerare p costante: p=p0 p=p0 : Vita media portatori minoritari Se la neutralità di carica è sempre valida : n=p Dispositivi a semiconduttori

4. Ricombinazione diretta di coppie e-h G=Rate totale generazione In equilibrio termico , in assenza di generazione esterna: G=G0(T) ed in questo caso: Con generazione esterna G: G=g+G0 n=n0+n p=p0+p Dispositivi a semiconduttori

5. Caso di generazione esterna Per doping n n0>>p0>>n,p Se g=0: Conta solo la vita media del portatore minoritario! p diminuisce al crescere della concentrazione di maggioritari. Dispositivi a semiconduttori

6. Come si misura la vita media dei portatori minoritari ? campione n-doped p(t) p(t)=p0+gpexp(-t/p) t t0=0 Dispositivi a semiconduttori

7. Dispositivi a semiconduttori

8. Si n-doped Dispositivi a semiconduttori

9. Si p-doped Dispositivi a semiconduttori

10. GaAs Dispositivi a semiconduttori

11. Fotoconduzione Assorbimento Creazione coppie e-h n e p  In un fotoconduttore si misura la variazione di resistenza, conseguente all’illuminazione Dispositivi a semiconduttori

12. Rivelatori fotoconduttori • CdS : visibile • PbS:1-3.2 µm • PbSe:1.5-5.2µm • InSb: 1-6.7µm • HgCdTe:0.8-25µm Ideale per IR Dispositivi a semiconduttori

13. La copia XEROX o elettrofotografia Cilindro Selenio amorfo ad alta resistività (1014m): 1) Deposizione cariche superficie 2) Masking e illuminazione 3) Toner sticking 4) Traferimento su carta Dispositivi a semiconduttori

14. Iniezione di portatori con assorbimento Eq.continuità in presenza di generazione-ricombinazione Nomenclatura: np: elettroni materiale p pn: lacune materiale n 0: si riferisce a equilibrio Neutralità carica Dispositivi a semiconduttori

15. Neutralità carica • Hp: Materiale drogato in modo omogeneo in cui si è creata una concentrazione n0+n, p0+p. • Se n≠ p ne segue: • =e(p- n) • La neutralità di carica vale sempre in un materiale omogeneo? Dispositivi a semiconduttori

16. Tempo rilassamento dielettrico ≈10-12s Validità quasi-neutralità carica Dispositivi a semiconduttori