【2017年整理】半导体的导电性.ppt

一般，长声学波散射前后电子的能量基本不变，为弹性散射。光学波散射前后电子的能量变化较大，为非弹性散射。 （A）声学波散射： 在长声学波中，纵波对散射起主要作用（通过体变产生附加势场）。 对于单一极值，球形等能面的半导体，理论推导得到 其中u纵弹性波波速。 由上式可知 此式对于其它能带结构的半导体也适用 （B）光学波散射： 正负离子的振动位移会产生附加势场，因此化合物半导体中光学波散射较强。例如：GaAs 对于元素半导体，只是在高温条件下才考虑光学波散射的作用。例如：Ge、Si 离子晶体中光学波对载流子的散射几率 用N(t)表示t时刻未遭到散射的电子数，则在 被散射的电子数 上式的解为 其中N0为t=0时刻未遭散射的电子数 在 被散射的电子数 平均自由时间 t=0时刻电子遭到散射，经过t时间后再次被散射前 将所有的自由加速过程取平均，可以认为 根据迁移率的定义 3、多能谷半导体的电流密度及电导有效质量 * * 第四章 半导体的导电性 Electrical conduction of Semiconductors 重点： 1、迁移率( Mobility ) 2、散射机制(Scattering mechanisms) 3、迁移率、电阻率与温度的关系 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. §4.1 载流子的漂移运动 迁移率 The drift motion of carrier, mobility 学习重点： 漂移运动 迁移率 电导率 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1、漂移运动 漂移运动：载流子在外电场作用下的定向运动。 漂移运动 E 电子 空穴 结论 在严格周期性势场（理想）中运动的载流子在电场力的作用下将获得加速度，其漂移速度应越来越大。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. E 电子 实 际 情 况 存在破坏周期性势场的作用因素： 杂质 缺陷 晶格热振动 载流子的散射 载流子在半导体中运动时，不断与振动着的晶格原子或杂质离子发生碰撞，碰撞后载流子速度的大小及方向均发生改变，这种现象称为载流子的散射。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2、迁移率及半导体的电导率 散射：晶格振动、杂质、缺陷以及表面因素等均会引起晶体中周期性势场的畸变。当载流子接近畸变区域时，其运动状态会发生随机性变化。这种现象可以理解为粒子波的散射，因此被称为载流子的散射。 迁移率的物理意义 表征载流子在电场作用下 做漂移运动的能力。 迁移率：在单位电场下载流子的平均漂移速度。 对n型半导体： σn = n0q（vd/E）= n0qμn （4-16） 对P型半导体： σp = p0qμp （4-17） 对一般半导体： σ = σp+ σp = nqμn + pqμp （4-15） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. §4.2 载流子的散射 The Scattering of carriers 学习重点： 散射 — 使迁移率减小 散射机构 — 各种散射因素 散射：晶格振动、杂质、缺陷以及表面因素等均会引起晶体中周期性势场的畸变。当载流子接近畸变区域时，其运动状态会发生随机性变化。这种现象可以理解为粒子波的散射，因此被称为载流子的散射。 Evaluation only. Crea