半导体中载流子在运动过程中为什么会遭到散射

这是半导体物理中的一个重要而具有深刻物理意义的问题。

首先要弄清楚，半导体晶体中的载流子不一定会遭受散射，因为排列很规则的晶体原子并不散射载流子，这些原子只决定晶体电子的状态——能带。

其次，之所以载流子会遭受散射，是因为晶体原子总是在运动着的（即热振动），这些运动的原子就会散射载流子（称为声子散射）；同时晶体中也总是或多或少存在着杂质和缺陷，这些因素也要散射载流子。所以在半导体中运动的载流子总会受到散射。

详见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的有关说明。

1) 对掺杂的Si、Ge，主要的散射是声学波散射和电离杂质散射；

2) 对III-V族化合物半导体，如GaAS，光学波散射也很重要，即主要散射是声学波散射、电离杂质散射和光学波散射；

3) 电离杂质散射：τi∝Ni^(-1)T^(3/2),

声学波散射：τs∝T^(-3/2),

光学波散射：τ0∝exp[(hυl/k0T)-1]

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施主和受主杂质可以提供载流子，增大电导率；非施主和受主杂质往往会产生复合中心，减短非平衡载流子寿命；缺陷一般是产生复合中心。各种杂质和缺陷都对载流子都有散射作用，使迁移率降低，降低电导率。

主要影响是自由电子和空穴数量的精确控制。简单说，杂质越多，说明物理材料中的自由电子和空穴精确控制就越差，差可以导致物理指标下降：杂散电流随环境温度增加而增加；PN结的耐压程度和温度系数变劣。

扩展资料：

掺入半导体中的一类杂质或缺陷，它能接受半导体中的价带电子，产生同数量的空穴，从而改变半导体的导电性能.例如，掺入半导体锗和硅中的三价元素硼、镓等原子都是受主.如果某一半导体的杂质总量中，受主的数量占多数，则这半导体是P型半导体，这种杂质或缺陷叫做受主。

半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产生附加的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主(Donor)杂质，相应能级称为施主能级，位于禁带上方靠近导带底附近。

参考资料来源：百度百科-杂质半导体

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