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1、16/24第六章 半导体中载流子的输运6.1 载流子的漂移运动 6.2 载流子的散射 6.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系 6.4 强电场下的输运17/246.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系16.3.1 迁移率与杂质浓度和温度的关系迁移率与杂质浓度和温度的关系几种散射机构同时存在时，.+=IIIIIIPPPP而.1111+=IIIIIIP.1111+=IIIIII掺杂Si, Ge： 电离杂质散射 iiBNT mq2/3*=声学波散射2/3*1 ATmqs=2/32/3*1TBNATmqi+=3181cmENi18/246.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系26.3.1 迁移率与杂质浓度和温度的
2、关系迁移率与杂质浓度和温度的关系室温（300 K）下，高纯 Si、Ge、GaAs 的迁移率n(cm2/Vs)p(cm2/Vs)Si1350500Ge39001900GaAs80003000Si 迁移率随温 度的变化关系电子空穴2/32/3*1TBNATmqi+=19/246.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系36.3.1 迁移率与杂质浓度和温度的关系迁移率与杂质浓度和温度的关系迁移率随杂质浓度的变化关系（实线：电子，虚线：空穴）2/32/3*1TBNATmqi+=补偿半导体DAiNNN+=20/246.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系46.3.2 电阻率与杂质浓度的关系电阻率与杂质浓度的关系pn
3、pqnq+=11n 型nnq1=p 型 ppq1=本征)(1pniiqn+=重掺杂：不完全电 离； N增加，u减小偏离直线关系轻掺杂： n=ND,p=NA, u弱 依赖N基本直线关系n-Sip-Si21/246.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系56.3.2 电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系pnpqnq+=11杂质电离1本征激发2电离杂质散射3 晶格散射4杂质半导体载流子来源迁移率因素载流子变化迁移率变化 1234 AB随T增加忽略随T增加忽略 BC全电离 次要次要随T降低 CD次要随T增加 次要次要主要由ni决定， 单调下降ABC D杂质半 导体本征半 导体室温室温T 22/24第六章 半
4、导体中载流子的输运6.1 载流子的漂移运动 6.2 载流子的散射 6.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系 6.4 强电场下的输运23/246.4 强电场下的输运16.4.1 欧姆定律的偏离和热载流子欧姆定律的偏离和热载流子现象： 1低场下 vd E 线性关系2中等强度电场 vd E1/2 亚线性关系 3强场下 vd饱和解释：*mq=1o低场下 vd (n0+p0)4/58例：掺杂浓度的n型半导体硅315105 . 1=cmND小注入的例子小注入的例子 非平衡少数载流子更重要小注入n 型p0 n n07.1 非平衡载流子的注入与复合27.1.1 非平衡载流子的产生非平衡载流子的产生0nn pp=3
5、15 0105 .1=cmn35 02 0105 . 1/=cmnnpi31010=cmpn315 00105 . 1=+=cmnnnn310 010=+=cmpppp5/587.1 非平衡载流子的注入与复合37.1.2 附加光电导现象附加光电导现象np=附加光电导)(pnpq+=SlIIrV1= =2 0 SlIVpV间接检验非平衡少子的注入间接检验非平衡少子的注入6/587.1 非平衡载流子的注入与复合47.1.3 非平衡载流子的复合非平衡载流子的复合 问题：外界注入撤消后，非平衡载流子怎么变化？ 复合设 t = 0 时()0pp=P 非平衡载流子的复合几率（单位时间内非平衡载流子 被复合掉的几率）（小注入条件下，P 为常数）)()(tpPdttpd=()exp()(0Ptptp=令P1=则()()tptp=exp)(0p(t) 在 t 时刻非平衡载流子的浓度00pppp+=7/587.1 非平衡载流子的注入与复合5()7.1.3 非平衡载流子的复合非平衡载流子的复合()tptp=exp)(0非平衡载流子的平均寿命非平衡载流子的平均寿命= = 00 )( )( tpdtptd t 高纯高纯 Si 103 s 高纯高纯 Ge 104 s 高纯高纯 GaAs 10-810-9sP1=)()(tp dttpd=复合率
