3 Zeitveränderliche Generations- und Rekombinationsprozesse



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3 Zeitveränderliche Generations- und Rekombinationsprozesse

 

In Halbleitermaterialien können Ladungsträgerpaare erzeugt (generiert) oder vernichtet (rekombiniert) werden. Diese Generations- und Rekombinationsprozesse werden durch unterschiedliche physikalische Mechanismen im Halbleiter erklärt [94][108]. Im folgenden soll nur der Mechanismus der Generation/Rekombination über sogenannte Störstellen behandelt werden. Störstellen im Halbleitervolumen werden in der Regel durch die bei der Dotierung unvermeidliche Verschmutzung des Materials mit Fremdmetallen erzeugt. Die Energieniveaus solcher Störstellen liegen dann zumeist nahe der Mitte des verbotenen Bandes. Im Unterschied dazu werden Grenzflächen-Störstellen an -Übergängen durch die Unterbrechung der periodischen Kristallstruktur des einkristallinen Siliziums verursacht. Solche Störstellen sind im gesamten verbotenen Energieband ungleichförmig verteilt. Störstellen wirken wie Katalysatoren, die die ,,Reaktion`` von Elektronen mit Löchern ermöglichen. Diese Art der Rekombination wird deshalb auch indirekte Rekombination genannt.
Dieses Kapitel ist folgendermaßen aufgebaut. Im Abschnitt 3.1 werden die Ratengleichungen für diskrete Störstellen hergeleitet und in den folgenden Abschnitten 3.2, 3.3 bzw. 3.7 analytisch untersucht. Der Abschnitt 3.4 enthält einführende Details, der Abschnitt 3.5 analytische Näherungen für die Dynamik verteilter Grenzflächen-Störstellen. In den Abschnitten 3.6, 3.8 und 3.9 werden numerische und implementationstechnische Aspekte analysiert. Den Abschluß des Kapitels bilden die Abschnitte 3.10 und 3.11, in denen die stationäre und nichtstationäre Ladungsträgeremission im MOS-Kanälen und der Charge-Pumping-Effekt numerisch simuliert und die Ergebnisse analysiert werden.





Martin Stiftinger
Fri Oct 14 21:33:54 MET 1994