半导体有哪些主要的散射机理?

半导体有哪些主要的散射机理?,第1张

1)电离杂质散射

2)晶格振动散射

声学波和光波、声波散射、光波散射

3)其他因素引起的散射

等同的能谷间散射、中性杂质散射、位错散射

晶格振动散射与温度的关系是随着温度的增加晶格振动的散射越来显著。载流子由于各种因素使得半导体内部周期性势场被破坏,导致载流子运动速度的大小和方向不断发生改变,称为载流子的散射,载流子的散射,半导体的主要散射机构。

半导体的主要散射机构

在一定温度下,半导体内部的大量载流子,即使没有电场作用,它们也不是静止不动的,而是永不停息地作着无规则的、杂乱无章的运动,称为热运动。同时晶格上的原子也在不停地围绕格点作热振动,半导体还掺有一定的杂质,它们一般是电离了的,也带有电荷。

载流子在半导体中运动时,便会不断地与热振动着的晶格原子或电离了的杂质离子发生作用,或者说发生碰撞,碰撞后载流子速度的大小及方向就发生改变,用波的概念,就是说电子波在半导体中传播时遭到了散射。

所以,载流子在运动中,由于晶格热振动或电离杂质以及其他因素的影响,不断地遭到散射,载流子速度的大小及方向不断地在改变着。

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。


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