Инжекция горячих носителей

---

Инже́кция горя́чих носи́телей (англ. hot-carrier injection) — явление в приборах твердотельной электроники, при котором электроны или дырки переходят из одной области прибора в другую, являясь или становясь горячими хотя бы в одной из этих областей. Смысл слова «горячие» здесь в том, что энергетическое распределение электронов или дырок приближённо описывается произведением плотности состояний на функцию Ферми с более высокой, до тысяч кельвин, эффективной температурой, чем температура прибора.

Явление имеет место во многих структурах. Наиболее значим случай инжекции горячих носителей в подзатворный диэлектрик в полевом МОП-транзисторе (после приобретения при движении в канале достаточной кинетической энергии для преодоления барьера на стыке полупроводник—диэлектрик) путём эмиссии или туннелирования. При этом вошедшие в диэлектрик носители могут создавать паразитный ток затвора, а также оказаться «пойманными» на дефекты диэлектрика, что искажает рабочие характеристики транзистора^[1].

Термин «горячий носитель» введён для описания неравновесных электронов (или дырок) с энергией существенно выше тепловой энергии ${\displaystyle kT}$ (${\displaystyle k}$ — постоянная Больцмана, ${\displaystyle T}$ — температура образца) в полупроводниках^[2]. Носители с такой повышенной энергией могут появиться различными путями: в сильном электрическом поле, при поглощении фотона с энергией кванта намного больше ширины запрещённой зоны материала, при прохождении над потенциальной ступенькой (в гетеропереходах), при воздействии ионизирующего излучения.

На зонной диаграмме горячие электроны находятся существенно выше дна зоны проводимости ${\displaystyle E_{c}}$ материала (в отличие от равновесных, которые располагаются около ${\displaystyle E_{c}}$). Горячие дырки находятся существенно ниже потолка валентной зоны ${\displaystyle E_{v}}$.

---