Механизмы рекомбинации избыточных носителей заряда

Рассмотрим полупроводник, в котором в результате поглощения света создается некоторая избыточная концентрация электронов и дырок. В этом случае поглощение кванта света сопровождается разрывом валентной связи и количество генерируемых избыточных электронов и дырок одинаково: Δn=Δp.

Параллельно с процессом генерации идет процесс рекомбинации, и в стационарных условиях число электронов и дырок, возбуждаемых за единицу времени в результате разрыва валентных связей, равно числу электронов и дырок, исчезающих за это же время. Поскольку неравновесные носители через очень малое время неотличимы по энергии от равновесных, можно считать, что они имеют тот же коэффициент рекомбинации, что и равновесные носители заряда. Межзонная рекомбинация осуществляется при переходе свободного электрона из зоны проводимости в валентную зону. В зависимости от того, каким образом расходуется энергия в этом процессе межзонная рекомбинация разделяется на три типа:

если энергия, освобождающаяся в процессе рекомбинации, излучается в виде квантов света, рекомбинация называется «излучательной»;

если энергия, освобождающаяся в процессе рекомбинации, передается кристаллической решетке, т. е. расходуются на образование фононов, рекомбинация называется «безызлучательной» или фононной;

если в акте рекомбинации энергия предается третьему свободному носителю заряда, рекомбинация называется ударной или рекомбинацией Оже.