UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Capítulo 2
D) Nivel de inyección de portadores: El nivel de Fermi del semiconductor también puede
verse afectado por la presencia de un exceso de portadores en el semiconductor. Se conoce
una relación experimental entre el valor de la constante de daño en un semiconductor tipo n
y la densidad de corriente que lo atraviesa:
K
2
6 1.94· J + 7700· J·5309
τ , n = − 3 2
1.23·10 ·[1.68 ]
J + 3.13· J + 6280· J + 3410
(2.6)
midiéndose J en A/cm 2 . Fig. 1.3 muestra el valor de esta función en función de la corriente
que atraviesa el material. Esta ecuación podría normalizarse de tal forma que valiese 1
cuando J = 0 y se podría combinar con (2.4) para saber el valor de Kτ,n en función del
dopado y de la corriente que lo atraviesa. Fig. 1.3a y 1.3b, tomadas del [MA92], muestra el
valor de Kτ,x en función de su dopado, resistividad y nivel de inyección de portadores.
E) Temperatura: Las expresiones anteriores no son válidas si las impurezas no están
completamente ionizadas (bajas temperaturas) ni cuando un semiconductor dopado se
comporta de forma intrínseca (altas temperaturas). Se han hallado relaciones entre Kt y la
temperatura pero son tan farragosas que no son muy utilizadas.
(a) (b)
Fig. 2.3: (a) Valores experimentales de Kτ en función del tipo de semiconductor, de su resistividad y del nivel de inyección
[MA92, p. 218]. (b) Constante de daño en función del valor de la densidad de corriente del semiconductor.
Otro efecto provocado por el daño por desplazamiento es la reducción de la concentración
de portadores mayoritarios [Mes92]. En los semiconductores tipo n, los portadores mayoritarios
son los electrones y éstos pueden ser capturados por los centros A y E (divacantes, centros
vacante-donante). En los semiconductores tipo p, sólo los centros A pueden eliminar portadores.
Por esta causa, la desaparición de portadores es más rápida en los semiconductores tipo n que en
los tipo p. Se ha comprobado experimentalmente la eliminación de portadores en Si, AsGa
[MA92], Ge [Cha73] y en InP [Mes98]. El valor de la concentración de portadores en un
semiconductor tipo n es:
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