Ловушка глубокого уровня

Ловушки глубоких уровней или дефекты глубоких уровней являются обычно нежелательным типом электронных дефектов в полупроводниках . Они «глубокие» в том смысле, что энергия, необходимая для удаления электрона или дырки из ловушки в валентную зону или зону проводимости , намного превышает характерную тепловую энергию kT , где k — постоянная Больцмана , а T — температура. Глубокие ловушки мешают более полезным типам легирования, компенсируя в зависимости от того , доминирующий тип носителя заряда , уничтожая либо свободные электроны, либо электронные дырки, какой из них более распространен. Они также напрямую мешают работе транзисторов , светодиодов и других электронных и оптоэлектронных устройств, создавая промежуточное состояние внутри запрещенной зоны. Ловушки глубоких уровней сокращают безызлучательное время жизни носителей заряда и — посредством процесса Шокли-Рида-Холла (SRH) — способствуют рекомбинации неосновных носителей заряда , оказывая неблагоприятное воздействие на характеристики полупроводниковых устройств. Следовательно, ловушки глубокого уровня не используются во многих оптоэлектронных устройствах, поскольку это может привести к низкой эффективности и достаточно большой задержке ответа.

К распространенным химическим элементам , вызывающим дефекты глубокого уровня в кремнии, относятся железо , никель , медь , золото и серебро . В общем, переходные металлы производят этот эффект, а легкие металлы, такие как алюминий, - нет.

Поверхностные состояния и кристаллографические дефекты кристаллической решетки также могут играть роль ловушек глубоких уровней.