等。在n型半导体中,电子浓度总是大于空穴浓度,因此电子称为多数载流子,简称多 子;而把空穴称为少数载流子,简称少子。相反,P型半导体中,空穴是多子;而电子 是少子。 如果用频率O>E/h的光照射n型半导体,价带中的电子将被激发至导带,在导 带中产生附加的电子浓度△n=n-Ho,并在价带中留下等量的附加空穴浓度 Δo=p-p。通常把这些附加的电子浓度和空穴浓度称为非平衡载流子浓度 非平衡载流子在数量上对多子和少子的影响是不相同的,例如,对于室温下电子浓 度n0=106cm3的n型半导体,空穴浓度只有10cm3,如果光照引入10°cm3的非平衡 载流子,虽然对电子的影响很少,但对空穴(少子)而言,浓度却增加了几个数量级。 光照引入非平衡载流子,破坏了半导体的平衡态。停止光照后,这些附加的非平衡 载流子经过时间后通过复合作用将逐渐消失,半导体又从非平衡态逐渐过渡到平衡 态。因此,其复合速率R也就是非平衡载流子浓度的减少率-4(N,可表示为 R=d(△n)An (7.31) dt 可求出 n=(△n)。e (7.32) τ称为非平衡载流子寿命,描述非平衡载流子平均存在的时间,是一个结构灵敏的 参数,与材料的种类,缺陷、杂质含量以及样品的表面状态密切相关。 非平衡载流子的复合可分为直接复合和间接复合,直接复合发生在带与带间的电子 与空穴对的复合,通常发生在直接带隙半导体中,可以通过发射光子(辐射过程)或将 能量转移给另一个电子或空穴(俄歇过程),使电子从导带回到价带。而间接复合是通 过能隙中的复合中心实现的,主要发生在间接能隙半导体中。 7.4.2非平衡载流子的扩散 如果用hv>E2的光照射一均匀半导体,在表面会产生附加的非平衡载流子,从表面 到体内形成载流子浓度梯度 d(△n) 由于浓度梯度的存在,电子将由浓度高的表面 d 向浓度低的体内扩散。电子扩散流密度为 d(△n) (7.33) D称为电子的扩散系数,由于电子的扩散过程和复合过程同时进行,形成稳定分布时, 其浓度分布应满足连续性方程等。在n型半导体中，电子浓度总是大于空穴浓度，因此电子称为多数载流子，简称多 子；而把空穴称为少数载流子，简称少子。相反，P型半导体中，空穴是多子；而电子 是少子。 如果用频率ω > Eg / h 的光照射 n 型半导体，价带中的电子将被激发至导带，在导 带中产生附加的电子浓度 ，并在价带中留下等量的附加空穴浓度 。通常把这些附加的电子浓度和空穴浓度称为非平衡载流子浓度。 0 −=Δ nnn 0 0 −=Δ ppp 0 非平衡载流子在数量上对多子和少子的影响是不相同的，例如，对于室温下电子浓 度 的n型半导体，空穴浓度只有 10 316 0 10 − = cmn 4 cm -3，如果光照引入 1010 cm -3的非平衡 载流子，虽然对电子的影响很少，但对空穴（少子）而言，浓度却增加了几个数量级。 光照引入非平衡载流子，破坏了半导体的平衡态。停止光照后，这些附加的非平衡 载流子经过时间 τ 后通过复合作用将逐渐消失，半导体又从非平衡态逐渐过渡到平衡 态。因此，其复合速率 R 也就是非平衡载流子浓度的减少率 dt Δnd )( − ，可表示为 τ n dt nd R Δ = Δ −= )( （7.31） 可求出 Δ=Δ )( 0 enn −t /τ （7.32） τ 称为非平衡载流子寿命，描述非平衡载流子平均存在的时间，是一个结构灵敏的 参数，与材料的种类，缺陷、杂质含量以及样品的表面状态密切相关。 非平衡载流子的复合可分为直接复合和间接复合，直接复合发生在带与带间的电子 与空穴对的复合，通常发生在直接带隙半导体中，可以通过发射光子（辐射过程）或将 能量转移给另一个电子或空穴（俄歇过程），使电子从导带回到价带。而间接复合是通 过能隙中的复合中心实现的，主要发生在间接能隙半导体中。 7.4.2 非平衡载流子的扩散 如果用hν > Eg的光照射一均匀半导体，在表面会产生附加的非平衡载流子，从表面 到体内形成载流子浓度梯度 dx Δnd )( 。由于浓度梯度的存在，电子将由浓度高的表面， 向浓度低的体内扩散。电子扩散流密度为 dx nd DJe e Δ )( −= （7.33） De称为电子的扩散系数，由于电子的扩散过程和复合过程同时进行，形成稳定分布时， 其浓度分布应满足连续性方程 12