8. ИНЖЕКЦИОННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

8.1. ПРОЦЕССЫ РЕКОМБИНАЦИИ

Рекомбинация электронов и дырок в полупроводниках может вызываться несколькими независимыми конкурирующими процессами. Иногда удобно отдельно рассматривать непосредственные переходы зона—зона и переходы с промежуточными шагами. Более важны для нас различия между излучательными и безызлучательными процессами

рекомбинации. При безызлучательных переходах энергия рекомбинации нагревает кристалл. При излучательных энергия рекомбинации преобразуется в кванты излучения. Если рекомбинация происходит в несколько этапов, может излучаться несколько квантов большей длины волны.

На рис. 8.1 схематически изображены несколько процессов рекомбинации. Наибольший интерес для нас представляет прямой зона — зонный излучательный переход (рис. 8.1, а). Основные конкурирующие безызлучательные переходы идут через глубоко лежащие в запрещенной зоне ловушечные уровни (рис. 8.1, в, г). Причиной появления этих ловушечных уровней могут быть примесные атомы, такие как золото или кремний, дислокации или другие дефекты кристаллической решетки, которые в большом количестве встречаются на поверхности полупроводника. Процессы рекомбинации зависят от расстояния до поверхности, макроскопических дефектов материала, нарушения непрерывности кристаллической структуры.

Рис. 8.1. Механизмы электронно-дырочной рекомбинации (в каждом случае отдельные стадии процесса следуют слева направо): а — прямой зона — зонный излучательный переход; излучательный зона - зонный переход с участием одного или нескольких фононов энергии в — переходы (возможно, безызлучательные) с участием глубоких акцепторных ловушек; г - переходы (возможно, безызлучательные) с участием глубокого донориого уровня; д - переходы (излучательиые или безызлучательные) с участием неглубокого акцепторного уровня; е - безызлучательный «сверлящий» рекомбинационный переход