半导体电阻率及其与杂质浓度和温度.pptx

4.4 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系 习惯用电阻率来讨论问题（四探针法）; 室温下，本征硅的?约为2.3×105Ω·cm，本征锗（禁宽小）?约为47Ω·cm。 电阻率决定于载流子浓度和迁移率，与杂质浓度和温度有关。; 4.4.1 电阻率和杂质浓度的关系 图4-15是锗、硅和砷化镓（温度定）300K时?随杂质变化的曲线（非补偿或轻补偿）。 ?;A：轻掺（杂质浓度1016～1018cm-3）， 迁移率随杂质浓度的变化较小; 杂质浓度增高时，非线性曲线。原因： 一是杂质在室温下不能全部电离，重掺杂的简并半导体中情况更加严重； 二是迁移率随杂质浓度的增加将显著下降。;由电阻率可确定所含杂质的浓度。材料越纯，电阻率越高（不适于高度补偿的材料）。;4.4.2 电阻率随温度的变化;2）掺杂半导体：杂质电离、本征激发同时存在，电离杂质散射和晶格散射机构的存在，??阻率随温度的变化关系复杂。（AB BC C三段） ;AB段 温度很低，本征激发可忽略，载流子主要由杂质电离提供，它随温度升高而增加；散射主要由电离杂质决定，迁移率也随温度升高而增大，所以，电阻率随温度升高而下降。;BC段 温度继续升高，杂质全部电离，本征激发还不十分显著，载流子基本上不随温度变化，晶格振动散射上升为主要矛盾，迁移率随温度升高而降低，所以，电阻率随温度升高而增大。 ; C段 温度继续升高，本征激发很快增加，大量本征载流子的产生超过迁移率减小对电阻率的影响，杂质半导体的电阻率将随温度的升高而急剧地下降，表现出同本征半导体相似的特征。; 电阻率与材料性质有关，禁带宽度越大，同一温度下的本征载流子浓度就越低，进入本征导电的温度也越高 锗器最高工作温度为100℃，硅为250℃，而砷化镓可达450℃。