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Assorbimento Trasporto

Assorbimento Trasporto. Iniezione Trasporto. Iniezione Trasporto Ric.Radiativa. Ricombinazione banda-banda. In eq.termico: rate generazione=rate ricombinazione Fuori eq. termico ( Con iniezione). Basso livello iniezione. Materiale n n=n 0 +  n≈N d Materiale p=p 0 +  p≈N a.

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Assorbimento Trasporto

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Presentation Transcript

  1. Assorbimento Trasporto Iniezione Trasporto Iniezione Trasporto Ric.Radiativa Dispositivi a semiconduttore

  2. Ricombinazione banda-banda In eq.termico: rate generazione=rate ricombinazione Fuori eq. termico ( Con iniezione) Dispositivi a semiconduttore

  3. Basso livello iniezione Materiale n n=n0+n≈Nd Materiale p=p0+p≈Na Materiale p Materiale n n=1/(ANa) p=1/(ANd) Dispositivi a semiconduttore

  4. Rivelatori: Assorbimento+Trasporto • Iniezione di portatori • Gradiente concentrazione • Diffusione e drift: raccolta di carica n-doped 0 x Dispositivi a semiconduttore

  5. 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 semiconduttore

  6. 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 semiconduttore

  7. Iniezione di portatori Gradiente concentrazione lungo asse x x Mancanza neutralità produce campo intenso Dispositivi a semiconduttore

  8. Trascurando ricombinazione e diffusione Tempo rilassamento dielettrico ≈10-12s Validità quasi-neutralità carica Dispositivi a semiconduttore

  9. Materiale n: assorbimento in una regione ≈1/cmcondizioni stazionarie: Creazione di un eccesso di portatori in una regione superficiale • Evoluzione nel tempo portatori minoritari: • Generazione • Ricombinazione • Trasporto (diffusione) gext=0 nel bulk Dispositivi a semiconduttore

  10. Soluzione Lh=lunghezza diffusione≈ >µm Dispositivi a semiconduttore

  11. Il gradiente di concentrazione determina una corrente di diffusione Vel.diffusione ≈ 50m/s Quale campo genera una Jdrift=Jdiff? Eph=Dh/Lh p E= Dh/(Lhh )≈ 500V/m Dispositivi a semiconduttore

  12. Ma la neutralità di carica ? Iniezione superficiale ____corrente di diffusione____campo elettrico Ripartiamo dall’eq. di continuità tenendo conto anche di una possibile corrente di drift Con drift avrò corrente di lacune e elettroni J=Je+Jh Ma in condizioni stazionarie: divJ=0 Dispositivi a semiconduttore

  13. Con drift avrò corrente di lacune e elettroni J=Je+Jh Ma in condizioni stazionarie: divJ=0 Dispositivi a semiconduttore

  14. Se vale neutralità carica: n=p Se vale neutralità carica Esiste un campo dovuto alle diverse mobilità Dalla I eq.Maxwell: Dispositivi a semiconduttore

  15. Per x=0 ≈10-6 Vale quasi-neutralità carica anche in presenza di ecc.esterna Dispositivi a semiconduttore

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