低温对半导体器件的影响

1、首先常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，温度的改变对半导体的导电能力、极限电压、极限电流以及开关特性等都有很大的影响。

2、其次一个芯片往往包含了数百万甚至上千万个晶体管以及其他元器件，每一点小小的偏差的累加可能造成半导体外部特性的巨大影响。

3、最后如果温度过低，往往会造成芯片在额定工作电压下无法打开其内部的半导体开关，导致其不能正常工作。

因为半导体是靠电子和空穴的移动导电。未掺杂的半导体叫本征半导体，一般说来导电性远不如掺过杂的半导体，所以一般使用的都是掺杂半导体。掺入的杂质电离出的电子和空穴增强了半导体导电性，其电离率和温度密切相关，所以温度会影响半导体材料的电阻率。对于掺杂半导体：温度很低时，本征激发忽略，主要由杂质电离提供载流子，它随温度升高而增加；散射主要由电离杂质决定，迁移率随温度升高增大，所以电阻率下降。温度继续升高，杂质全部电离，本征激发还不显著时，载流子基本不变，晶格振动是主要影响因素，迁移率随温度升高而降低，所以电阻率随温度升高而增大。温度继续升高到本征激发快速增加时，本征激发称为主要影响因素，表现出同本证半导体相同的特征。

拿其电阻率来说，电阻率主要决定于载流子的浓度和迁移率，两者均与杂质浓度和温度有关系。讨论纯半导体材料是，电阻率主要取决于本证载流子浓度ni，ni随温度升高会急剧增加，室温左右时，每8℃，硅的ni会增加大约一倍，而迁移率只是稍有下降，所以可以认为起电阻率相应的降低了一半左右。对于锗，每增加12℃，ni增加一倍，电阻率下降一半。本征半导体的电阻率随温度增加单调下降。对于杂质半导体：温度很低时，本征激发忽略，主要由杂质电离提供载流子，它随温度升高而增加；散射主要由电离杂质决定，迁移率随温度升高增大，所以电阻率下降。温度继续升高，杂质全部电离，本征激发还不显著时，载流子基本不变，晶格振动是主要影响因素，迁移率随温度升高而降低，所以电阻率随温度升高而增大。继续升高到本征激发很快增加时，本征激发称为主要影响因素，表现出同本证半导体相同的特征。

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