1.4.4.      Виды рекомбинации носителей

Рекомбинация носителей заряда, когда свободный электрон не­посредственно переходит из зоны проводимости в валентную зону, т.е. заполняет дырку в ковалентной связи атомов (прямая рекомби­нация), маловероятна. Причиной этого является редкость события, при котором электрон и дырка находились бы одновременно в одном и том же месте кристалла и имели бы небольшую скорость. Основную роль в рекомбинации носителей заряда играют так называемые цент­ры рекомбинации – ловушки, имеющие в запрещенной зоне энергетические уровни, способные захватить электроны. Процесс рекомбинации с участием ловушки протекает в две стадии: свободный электрон вначале переходит на уровень ловушки, а затем в валентную зону.

Центрами рекомбинаций могут быть примесные атомы, дефекты кристаллической решетки, расположенные в объеме или на поверх­ности кристалла. В связи с тем, что на поверхности кристалла перечисленных дефектов значительно больше, чем в объеме, процесс рекомби­нации на поверхности должен идти значительно интенсивнее. Его рассматривают и оценивают обычно отдельно, считая поверх­ностную рекомбинацию разновидностью рекомбинации с уча­стием рекомбинационных ловушек.

В зависимости от того, как расходуется энергия, освобож­дающаяся при рекомбинации электрона и дырки, рекомбинацию можно подразделить на два вида: излучательную, безызлучательную.

Излучательной рекомбинацией называют рекомбинацию, при которой энергия, освобождающаяся при переходе электрона на более низкий энергетический уровень, излучается в виде кванта света (фотона).

При безызлучательной (фононной) рекомбинации избыточная энергия электрона передается кристаллической решетке полупро­водника, т.е. избыточная энергия идет на образование фононов – квантов тепловой энергии.

Для повышения интенсивности рекомбинационных процессов (уменьшения , ) в примесный полупроводник вводят в небольшом количестве золото или никель, создающие эффективные центры рекомбинаций носителей заряда. Время жизни носителей при этом снижается до 10 –9 – 10 -8 с.