Инжекция носителей заряда

ИНЖЕКЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА в полупроводниках, проникновение неравновесных (избыточных) носителей заряда (электронов или дырок) в полупроводник под действием электрического поля. Неравновесные носители заряда образуются в результате контакта полупроводника с другим полупроводником или металлом, а также под действием света (фотоинжекция) или электрического поля (лавинная и туннельная инжекция) и др.

Наибольшее практическое значение имеет контактная инжекция, при которой внешнее электрическое поле нарушает равновесие потоков носителей заряда через контакт. Инжекция происходит, если внешнее поле направлено против контактного поля, существующего вследствие разности работ выхода контактирующих твёрдых тел. Проникновение избыточных носителей заряда происходит по-разному для основных и неосновных носителей. Инжекция основных носителей создаёт нескомпенсированный пространственный заряд, поле которого препятствует их проникновению вглубь полупроводника и ограничивает инжекционный ток. Инжекция основных носителей наблюдается в слоях высокоомных полупроводников и диэлектриков, толщина которых сравнима с глубиной проникновения неравновесных носителей заряда. Она осуществляется антизапирающими контактами. При инжекции неосновных носителей их заряд нейтрализуется основными носителями; поэтому в полупроводниках с высокой электропроводностью неосновные носители перемещаются за счёт амбиполярной диффузии и амбиполярного дрейфа на достаточно большую глубину, ограниченную рекомбинацией и захватом носителей на примесные центры. Инжекция неосновных носителей осуществляется запирающими контактами: р-n-переходами и гетеропереходами. Эффективность инжекции носителей заряда характеризуется коэффициентом инжекции, который определяется как отношение тока инжектированных носителей к полному току через контакт. В антизапирающих контактах в полупроводниках имеет место также явление аккумуляции неосновных носителей, похожее на инжекцию носителей заряда, но характеризующееся значительно меньшей глубиной проникновения носителей заряда. Инжекция  носителей заряда лежит в основе работы многих полупроводниковых приборов: диодов, биполярных и гетеробиполярных транзисторов, инжекционных лазеров и т.д.

Лит.: Ламперт М., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. М., 1973; Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М., 1990.