1. 광자 흡수 :충분한 에너지를 가진 광자가 반도체 재료와 상호 작용할 때 반도체 격자의 원자에 의해 흡수 될 수 있습니다. 이 에너지는 원자 내의 전자로 전달되어 더 높은 에너지 상태로 흥분됩니다.
2. 전자 구멍 쌍의 생성 :흥분된 전자는 원래 위치를 남겨두고 이전에 위치한 위치에 긍정적으로 하전 된 구멍을 만듭니다. 이것은 반도체의 초기 전하 담체 인 전자 구멍 쌍을 형성합니다.
3. 에너지 전달 :여기 전자는 반도체의 다른 원자와 더 상호 작용하여 충돌을 통해 과도한 에너지를 전달합니다. 원자와 충돌하면 에너지를 잃고 결국 에너지 상태로 돌아갑니다.
4. 충격 이온화 :이러한 충돌 동안, 여기 전자는 반도체 격자의 다른 전자로 충분한 에너지를 전달하여 흥분하고 결국 원래 위치에서 벗어날 수 있습니다. 이 과정은 충격 이온화라고합니다. 결과적으로, 이들 추가 된 각각의 각 전자는 새로운 전자 구멍 쌍을 생성하여 충전 캐리어의 수를 곱할 수있다.
5. 눈사태 효과 :새로 생성 된 전자 구멍 쌍은 더 많은 충전 캐리어를 생성하여 충격 이온화를 더욱 겪을 수 있습니다. 이 계단식 효과는 전하 운반체의 눈사태를 생성하여 단일 흡수 된 광자로부터 원래 신호를 증폭시킵니다.
이 공정의 결과로 단일 광자는 여러 전자 구멍 쌍을 생성하여 반도체 재료에 4 개의 전하 캐리어 (2 개의 전자 및 2 개의 구멍)를 생성 할 수 있습니다. 이 현상은 광자의 흡수가 전류의 생산으로 이어지는 포토 다이오드 및 태양 전지와 같은 반도체 장치에서 특히 중요합니다.
