半導體能帶表徵分析方法

A. 如何判斷半導體的帶隙

確定半導體是直接帶隙還是間接帶隙的可以用光致發光光譜。

光效率很大的話差不多就是直接帶隙，發光效率低的話就是間接帶隙。直接帶隙材料吸收光譜應該能比較明顯地區分出本徵吸收帶和吸收邊，變化相對較緩，而間接帶隙材料比較陡峭。

間接帶隙半導體材料（如Si、Ge）導帶最小值（導帶底）和滿帶最大值在k空間中不同位置。形成半滿能帶不只需要吸收能量，還要改變動量。

電子在k狀態時的動量是（h/2pi）k，k不同，動量就不同，從一個狀態到另一個必須改變動量。與之相對的直接帶隙半導體則是電子在躍遷至導帶時不需要改變動量。

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光致發光過程包括熒光發光和磷光發光。通常用於半導體檢測和表徵的光致發光光譜指的是光致熒光發光。

光致發光特點：

1、光致發光優點

設備簡單，無破壞性，對樣品尺寸無嚴格要求；解析度高，可做薄層和微區分析。

2、光致發光缺點

通常只能做定性分析，而不作定量分析；如果做低溫測試，需要液氦降溫，條件比較苛刻；不能反映出非輻射復合的深能級缺陷中心。