半導(dǎo)體材料第5講-硅、鍺晶體中的雜質(zhì)

1、遷移率遷移率所帶電量所帶電量有效雜質(zhì)濃度有效雜質(zhì)濃度1 1電阻率電阻率如果施主雜質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，則有：如果施主雜質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，則有：n nacceptoracceptordonordonor)e)eN N(N(N1 1遷移率遷移率所帶電量所帶電量受主雜質(zhì)濃度)受主雜質(zhì)濃度)(施主雜質(zhì)濃度(施主雜質(zhì)濃度1 1電阻率電阻率如果受主雜質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，則有：如果受主雜質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，則有：p pdonordonoracceptoracceptor)e)eN N(N(N1 1遷移率遷移率所帶電量所帶電量施主雜質(zhì)濃度)施主雜質(zhì)濃度)(受主雜質(zhì)濃度(受主雜質(zhì)濃度1 1電阻率電阻率工作電流工作電流I與載流子電荷與載流子電荷e、n型

2、載流型載流子濃度子濃度n、遷移速率、遷移速率v及霍爾元件的及霍爾元件的截面積截面積bd之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為I=nevbd， 霍爾電壓，即霍爾電壓，即l、2兩點(diǎn)間的電位差為兩點(diǎn)間的電位差為 bBUH KIBendIBUH式中式中K=1(end)，稱該霍爾元件的靈敏度。如果霍爾元件是，稱該霍爾元件的靈敏度。如果霍爾元件是P型型(即載流子是即載流子是空穴空穴)半導(dǎo)體材料制成的，則半導(dǎo)體材料制成的，則K=l(epd)，其中，其中p為空穴濃度。為空穴濃度。 ededU UIBIB器件厚度器件厚度電荷電荷霍爾電壓霍爾電壓磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度工作電流工作電流n(或p)n(或p)H H載流子濃度為：載流子濃度

3、為： C CS S=kC=kC0 0(1-g)(1-g)k-1k-1（4 44 4） 將將4 44 4代入代入4 43 3式可算出在拉單晶時(shí)，拉出的單晶的某一位式可算出在拉單晶時(shí)，拉出的單晶的某一位置置g g處的電阻率與原來(lái)雜質(zhì)濃度的關(guān)系：處的電阻率與原來(lái)雜質(zhì)濃度的關(guān)系：k)k)(1(10 0g)g)(1(1e eKCKC1 10)1(00)1 (1dNwAgeuKdNwACmk思考：思考： 為什么會(huì)是為什么會(huì)是 m=C0wA/dN0這一公式？這一公式？ 而不是而不是 m=wC0阿佛加德羅常數(shù)密度摩爾質(zhì)量單晶質(zhì)量雜質(zhì)濃度雜質(zhì)質(zhì)量 C0:雜質(zhì)濃度，每立方厘米晶體中所含的雜質(zhì)數(shù)目雜質(zhì)濃度，每立方厘

4、米晶體中所含的雜質(zhì)數(shù)目 單位：?jiǎn)挝唬?個(gè)個(gè)cm-3w :單晶質(zhì)量單晶質(zhì)量 單位：?jiǎn)挝唬篻 A: 單晶的摩爾質(zhì)量單晶的摩爾質(zhì)量 單位：?jiǎn)挝唬?g mol-1 d: 單晶的密度，單晶的密度， 單位：?jiǎn)挝唬篻 cm-3N0: 阿佛加德羅常數(shù)，阿佛加德羅常數(shù)， 單位單位 ： 個(gè)個(gè) mol-1gmolgcmgmolgcm13-1-3-個(gè)個(gè)00dNwACm 單晶中雜質(zhì)濃度鍺密度母合金質(zhì)量鍺質(zhì)量母合金中雜質(zhì)濃度母合金密度母合金質(zhì)量0CdMWCmdM)C0(dMW)Cm()d()M(單晶中雜質(zhì)濃度鍺密度母合金質(zhì)量鍺質(zhì)量母合金中雜質(zhì)濃度母合金密度母合金質(zhì)量)C0(dW)Cm()d()M(單晶中雜質(zhì)濃度鍺密度鍺質(zhì)

5、量母合金中雜質(zhì)濃度鍺密度母合金質(zhì)量)Cm()C0(W)M(母合金中雜質(zhì)濃度單晶中雜質(zhì)濃度鍺質(zhì)量母合金質(zhì)量KCC1sL1KCCsL22 熔體熔體單晶單晶)exp(0tVEACCLL度)度)Cm(母合金中雜質(zhì)濃Cm(母合金中雜質(zhì)濃(熔硅中雜質(zhì)濃度)(熔硅中雜質(zhì)濃度)C CW硅質(zhì)量W硅質(zhì)量M(母合金質(zhì)量)M(母合金質(zhì)量)L0L0如果蒸發(fā)效應(yīng)很小，則摻雜公式為如果蒸發(fā)效應(yīng)很小，則摻雜公式為Cm)C(CW)M(L1L2硅母合金質(zhì)量母合金質(zhì)量Charge Coupled Device電荷藕合器件電荷藕合器件 ，它是一種特殊半導(dǎo)體器件，上面有很，它是一種特殊半導(dǎo)體器件，上面有很多一樣的感光元件，每個(gè)感光元件叫一個(gè)像素。在攝像機(jī)里是一個(gè)極多一樣的感光元件，每個(gè)感光元件叫一個(gè)像素。在攝像機(jī)里是一個(gè)極其重要的部件，它起到其重要的部件，它起到 將光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的作用，類似于