半導體電阻率及其與雜質濃度和溫度ppt課件

1、14.4 電阻率及其與雜質濃度和溫度的關系電阻率及其與雜質濃度和溫度的關系 習慣用電阻率來討論問題（四探針法）習慣用電阻率來討論問題（四探針法）2*2*22*nnnnpppppnnpnpnqnnqmpqpqmpqnqnqpqmm型型混合形21111()nnppnpiinpnnqpqnqpqn qq型（）型（）混合型（）本征（）室溫下，本征硅的室溫下，本征硅的 約為約為2.3105cm，本征鍺，本征鍺（禁寬小）（禁寬?。?約為約為47cm。電阻率決定于載流子濃度和遷移率，與雜質濃度電阻率決定于載流子濃度和遷移率，與雜質濃度和溫度有關。和溫度有關。3 4.4.1 電阻率和雜質濃度的關系電阻率和雜質

2、濃度的關系圖圖4-15是鍺、硅和砷化鎵（溫度定）是鍺、硅和砷化鎵（溫度定）300K時時 隨隨雜質變化的曲線（非補償或輕補償）。雜質變化的曲線（非補償或輕補償）。 4A：輕摻（雜質濃度：輕摻（雜質濃度10161018cm-3），）， 遷移率隨雜質濃度的變化較小遷移率隨雜質濃度的變化較小1iN5 雜質濃度增高時，雜質濃度增高時，非線性曲線。非線性曲線。原因：原因：一是雜質在室溫下不能全部電離，重摻雜的簡一是雜質在室溫下不能全部電離，重摻雜的簡并半導體中情況更加嚴重；并半導體中情況更加嚴重； 二是遷移率隨雜質濃度的增加將顯著下降。二是遷移率隨雜質濃度的增加將顯著下降。6由電阻率可確定所含雜質的濃度。

3、材料越純，電由電阻率可確定所含雜質的濃度。材料越純，電阻率越高（不適于高度補償?shù)牟牧希?。阻率越高（不適于高度補償?shù)牟牧希?4.4.2 4.4.2 電阻率隨溫度的變化電阻率隨溫度的變化1npnqpq()iTnu不變1）本征半導體）本征半導體82）摻雜半導體）摻雜半導體：雜質電離、本征激發(fā)同時：雜質電離、本征激發(fā)同時存在，電離雜質散射和晶格散射機構的存在，電存在，電離雜質散射和晶格散射機構的存在，電阻率隨溫度的變化關系復雜。（阻率隨溫度的變化關系復雜。（AB BC C三段）三段）硅硅 與與T關系關系0 ABCT9AB段段 溫度很低，本征激發(fā)可忽略，載流子主溫度很低，本征激發(fā)可忽略，載流子主要由雜

4、質電離提供，它隨溫度升高而增加；散射要由雜質電離提供，它隨溫度升高而增加；散射主要由電離雜質決定，遷移率也隨溫度升高而增主要由電離雜質決定，遷移率也隨溫度升高而增大，所以，電阻率隨溫度升高而下降。大，所以，電阻率隨溫度升高而下降。T*3/23/21iqBNmATT硅硅 與與T關系關系0 ABCT10BC段段 溫度繼續(xù)升高，雜質全部電離，本征激發(fā)溫度繼續(xù)升高，雜質全部電離，本征激發(fā)還不十分顯著，載流子基本上不隨溫度變化，晶還不十分顯著，載流子基本上不隨溫度變化，晶格振動散射上升為主要矛盾，遷移率隨溫度升高格振動散射上升為主要矛盾，遷移率隨溫度升高而降低，所以，電阻率隨溫度升高而增大。而降低，所以

5、，電阻率隨溫度升高而增大。*3/23/21iqBNmATT硅硅 與與T關系關系0 ABCT11 C段段 溫度繼續(xù)升高，溫度繼續(xù)升高，本征激發(fā)很快增加本征激發(fā)很快增加，大量本，大量本征載流子的產生超過遷移率減小對電阻率的影響，征載流子的產生超過遷移率減小對電阻率的影響，雜質半導體的電阻率將隨溫度的升高而急劇地下降雜質半導體的電阻率將隨溫度的升高而急劇地下降，表現(xiàn)出同，表現(xiàn)出同本征半導體本征半導體相似的特征。相似的特征。*3/23/21iqBNmATT硅硅 與與T關系關系0 ABCT12 電阻率與材料性質有關，禁帶寬度越大，同一溫電阻率與材料性質有關，禁帶寬度越大，同一溫度下的本征載流子濃度就越低，進入本征導電的溫度度下的本征載流子濃度就越低，進入本征導電的溫度也越高也越高