Залежно від механізму розрізняють три види рекомбінації: міжзонного рекомбінацію, рекомбінацію через локальні центри та поверхневу рекомбінацію.
Міжзонного рекомбінація здійснюється при переході вільного електрона із зони провідності в валентну зону, що супроводжується знищенням вільного електрона і дірки, на місці якої з'являється пов'язаний електрон. Цей процес відбувається при дотриманні законів збереження енергії та імпульсу. Так як енергія електрона в валентної зоні менше енергії електрона в зоні провідності, то процес міжзонної рекомбінації повинен супроводжуватися виділенням енергії
Залежно від того, на що витрачається енергія, розрізняють наступні види міжзонної рекомбінації:
Радіаційну. при якій енергія # 916; Е випромінюється у вигляді кванта світла (фотона);
безізлучательную, при якій енергія # 916; Е передається кристалічній решітці, тобто витрачається на освіту фононів.
При випромінювальної міжзонної рекомбінації відповідно до закону збереження енергії повинен випускати фотон з енергією
Разом з тим із закону збереження імпульсу випливає, що
Оскільки імпульс фотона h # 965; / С мізерно малий у порівнянні з імпульсом електрона, то останню рівність можна переписати так
Розглядаючи - PB як імпульс вільної дірки, приходимо до висновку, що при міжзонної випромінювальної рекомбінації можливі лише такі переходи, при которох електрон зони провідності зустрічається з діркою валентної зони, що має рівний по величині і протилежний за направленням імпульс.
Нескладно показати, що швидкість міжзонної випромінювальної рекомбінації збільшується в міру зменшення ширини забороненої зони напівпровідника і збільшення його температури. Тому даний вид рекомбінації може мати єдине значення лише для напівпровідників з вузькою забороненою зоною і при досить високих температурах.
Досвід, однак, показує, що зі збільшенням ширини забороненої зони безізлучательная рекомбінація все більш переважає над випромінювальної. Це протиріччя пояснюється тим, що в міру збільшення ширини забороненої зони більш ймовірними стають не прямі переходи через неї, а переходи через локальні рівні, розташовані в забороненій зоні.
Рекомбінація через локальні рівні (центри). Як ми з'ясували раніше, наявність дефектів і домішок в напівпровіднику призводить до появи в його енергетичної діаграмі локальних енергетичних рівнів, розташованих в забороненій зоні. Розглянемо, яку роль вони відіграють у процесі рекомбінації вільних носіїв зарядів.
Нехай в забороненій зоні донорного напівпровідника, що має значну концентрацію електронів зони провідності, розташовується вільний локальний рівень Їв (рис. 8а), наявність якого обумовлена присутністю примесного атома або дефекту решітки. В цьому випадку рекомбінація проходить в два етапи.
Першим етапом є захоплення електрона зони провідності зазначеним домішковим атомом yoёёёёё (або, як горять, захоплення електрона провідності локальним рівнем Їв, як показано стрілкою 1 на рис. 8а). Подальше поведінці захопленого електрона може бути двояким. Електрон може перейти в валентну зону (стрілка 2) на вільний рівень, що еквівалентно захоплення на локальний рівень дірки і її рекомбінації з електроном. Можливий і показаний стрілкою 3 зворотний теплової перекидання електрона в зону провідності. Етомт процес перешкоджає рекомбінації електрона і дірки. Таким чином, інтенсивність процесу рекомбінації визначається співвідношенням ймовірностей процесів, зазначених стрілками 2 і 3.
Якщо локальні рівні розташовуються близько до дна зони провідності або до стелі валентної зони (рис. 8б), тобто є дрібними, то ймовірність протікання через них рекомбінації так само мала, як і ймовірність міжзонної рекомбінації. Тому наявність дрібних локальних рівнів призводить лише до енергійного обміну електронами між ними і зоною провідності (або валентної зоною) і не дає вкладу в процес рекомбінації. Дефекти або домішки, що призводять до появи таких локальних рівнів, називають пастками захоплення або центрами прилипання.
Якщо ж локальний рівень глибокий. то ймовірність зворотного перекидання (наприклад, електрона в зону провідності) незначна, переважає процес захоплення дірки, тобто відбувається інтенсивний процес рекомбінації.
Дефекти або домішки, що призводять до появи глибоких локальних рівнів, на яких протікає процес рекомбінації вільних електронів і дірок, називають рекомбінаційними пастками або центрами рекомбінації.
Висока інтенсивність процесу рекомбінації на рекомбінаційних пастках пояснюється тим, що при цьому механізмі надлишкова енергія передається кристалічній решітці в два етапи (двома приблизно рівними порціями), тобто на кожному етапі в реакції бере участь менше число фононів, ніж при міжзонної рекомбінації. Важливе значення має також той факт, що ймовірність зустрічі дірки з нерухомим електроном, локалізованим на дефекті, значно вище ймовірності зустрічі її з рухомим електроном.
У домішкових акцепторних напівпровідників, що мають значну концентрацію дірок у валентній зоні, першим етапом рекомбінації є перехід дірки з валентної зони на локальний рекомбінаційний рівень, а другим етапом - захоплення електрона зони провідності і його рекомбінація з діркою. Зворотний теплової перекидання дірки в валентну зону перешкоджає процесу рекомбінації.
Відзначимо, що інтенсивність протікання рекомбінації через рекомбінаційні пастки залежить від ступеня легування напівпровідника. У власному напівпровіднику вона мінімальна і збільшується як у міру додавання донорних, так і в міру додавання акцепторних домішок.