Generazione e ricombinazione di portatori liberi Assorbimento creazione
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 1
Iniezione e Ricombinazione n+ n I(t) Rate generazione termica t 0 In generale n, p dipendono da n e p e dallo specifico processo Dispositivi a semiconduttori 2
Caso di semiconduttore drogato: esiste portatore maggioritario Caso n: n 0>>p 0: in seguito all’iniezione è significativa la variazione di p e si può considerare p costante: p= p 0 : Vita media portatori minoritari Se la neutralità di carica è sempre valida : n= p Dispositivi a semiconduttori 3
Ricombinazione diretta di coppie e-h G=Rate totale generazione In equilibrio termico , in assenza di generazione esterna: G=G 0(T) ed in questo caso: Con generazione esterna G: G=g+G 0 n=n 0+ n p=p 0+ p Dispositivi a semiconduttori 4
Caso di generazione esterna Per doping n n 0>>p 0>> n, p Se g=0: Conta solo la vita media del portatore minoritario! p diminuisce al crescere della concentrazione di maggioritari. Dispositivi a semiconduttori 5
Come si misura la vita media dei portatori minoritari ? campione n-doped p(t)=p 0+g pexp(-t/ p) t =0 0 Dispositivi a semiconduttori t 6
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Si n-doped Dispositivi a semiconduttori 8
Si p-doped Dispositivi a semiconduttori 9
Ga. As Dispositivi a semiconduttori 10
Fotoconduzione Assorbimento n e p Creazione coppie e-h In un fotoconduttore si misura la variazione di resistenza, conseguente all’illuminazione Dispositivi a semiconduttori 11
Rivelatori fotoconduttori • Cd. S : visibile • Pb. S: 1 -3. 2 µm Ideale per IR • Pb. Se: 1. 5 -5. 2µm • In. Sb: 1 -6. 7µm • Hg. Cd. Te: 0. 8 -25µm Dispositivi a semiconduttori 12
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 13
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 14
Neutralità carica Hp: Materiale drogato in modo omogeneo in cui si è creata una concentrazione n 0+ n, p 0+ p. Se n≠ p ne segue: =e( p- n) La neutralità di carica vale sempre in un materiale omogeneo? Dispositivi a semiconduttori 15
Tempo rilassamento dielettrico ≈10 -12 s Validità quasi-neutralità carica Dispositivi a semiconduttori 16
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