再結合 半導体の表面再結合とSRH再結合

半導体でいう再結合は、電子と正孔が消滅して熱や光に変わる現象です。直接再結合、非放射再結合、SRH再結合という分け方を押さえると、デバイスの挙動が見えやすくなります。

キャリア寿命は、不純物濃度や結晶欠陥、温度条件の影響を受けます。純度が高く欠陥が少ないほど寿命は長くなり、逆に再結合中心が増えると電気特性は悪化しやすくなります。

深い準位を介したSRH再結合は、実務で最も重要な非放射過程の一つです。トラップ準位が電子と正孔の受け渡し点になるため、欠陥評価や材料選定で見逃せません。

同じ再結合でも、材料の種類で意味が変わります。直接遷移型では発光に寄与しやすく、間接遷移型のシリコンでは熱損失が目立つため、用途ごとに設計思想が変わります。

表面再結合は、ダングリングボンドや表面準位が原因で起こります。パッシベーションや界面品質の改善は、LEDや太陽電池の性能向上に直結します。