第四章半導(dǎo)體的導(dǎo)電性4．1理論概要與重點(diǎn)分析j=用？五寸=jjqpE—oE （心1）其中 w—rit）// （4.2）為孕休的電導(dǎo)率，affif平均漂移速度初=?￡則從二備是電子的遷移率”-腔取正值?！跻娺w移率是指在單位電場(chǎng)作用下jut的平均漂移速度.此可以說遷移率是反映物休中載流子在電場(chǎng)作用下做宦向運(yùn)動(dòng)難甜程攬的物埋ia°pS(4,it)心）申導(dǎo)怵中冇胸種載流子一一電子和空穴.它們的遷移率不同?分別用村?炒表示.則pS(4,it)電于電流人=理眄E=sE(t3>空冗陀流i嚴(yán)pq氏E=?E仏4}總41流j二人+jp=（射爐n十向犁p）E=ilE(15》總屯導(dǎo)率0=昭店+楓抖p(4.6)對(duì)強(qiáng)n型比fyjfp. J=K^n(1.1}對(duì)強(qiáng)P塑P^nt d—(4.8)木醛型rt—p=ntt 硏=禺旅他十尹J5.9)電阻率見電導(dǎo)率的倒數(shù)?所以有;n型(k10)P莊苗種裁淹了哄存*且任意一種都不可惣略的…敵悄況下，電阻率為<4.12)由于半導(dǎo)體的電阻率能用四探針法很方便地測(cè)量，所以常用它作為半導(dǎo)體的重要性能參量。（3）由上可見，分析半導(dǎo)體的導(dǎo)電性，應(yīng)從載流子濃度和遷移率兩方面入手。而載流子濃度問題在第3章中做了系統(tǒng)的討論，在這里應(yīng)用時(shí)，應(yīng)全面考慮。而遷移率的問題是本章的重點(diǎn)。遷移率是載流子在晶體中運(yùn)動(dòng)時(shí)不斷遭受到各種散射因素的作用決定的。半導(dǎo)體中的主要散射機(jī)構(gòu)是電離雜質(zhì)散射和晶格振動(dòng)散射。而晶格振動(dòng)散射又以長(zhǎng)縱聲學(xué)波和光學(xué)波的散射為主。散射作用的強(qiáng)弱用散射概率P（或平均自由時(shí)間T=1/p）來衡量，它表示單位時(shí)間內(nèi)一個(gè)載流子遭受到散射的次數(shù)。經(jīng)分析，幾

電子(4.19)種主要的散射機(jī)構(gòu)單獨(dú)決定的散射概率與雜質(zhì)濃度叫和溫度T有如下的關(guān)系:其中扁為聲子能fih其他因索引起的般射述有:等同能谷間散射、堿陷和位錯(cuò)散射、申件雜質(zhì)傲射以及載流子之間的敵射等*(1)逋過對(duì)外加電場(chǎng)下載流子的平均漂移迷度的計(jì)箕，可得到載流子的遷移率與平均自由時(shí)何「的關(guān)系；式中(4.⑻電子(4.19)種主要的散射機(jī)構(gòu)單獨(dú)決定的散射概率與雜質(zhì)濃度叫和溫度T有如下的關(guān)系:其中扁為聲子能fih其他因索引起的般射述有:等同能谷間散射、堿陷和位錯(cuò)散射、申件雜質(zhì)傲射以及載流子之間的敵射等*(1)逋過對(duì)外加電場(chǎng)下載流子的平均漂移迷度的計(jì)箕，可得到載流子的遷移率與平均自由時(shí)何「的關(guān)系；式中(4.⑻3那爾| .二5；岸+如；曲側(cè)? 耐中(mp)3+Cm；>J分別為電干和空穴的電導(dǎo)有效質(zhì)瞅汀一丘是各種散射機(jī)構(gòu)所決定的電子和空穴的平溝自由時(shí)RU總散射槪率是各種散射機(jī)構(gòu)所決定的散射櫃率之和，即F=P|+Pu+Pw十…”在SLO等原子性胡體中,起主姜作用的是電離雜質(zhì)散射和氏縱聲學(xué)波的散射.由它們所決覽的遷夥率與溫度及雜質(zhì)濃度的關(guān)系為戸=話(辰麗)由此可以定性地解釋半導(dǎo)體中遷移率隨雜質(zhì)濃度和溫庫的變化規(guī)律?進(jìn)而再結(jié)合戟流子濃度隨雜質(zhì)濃度和溫度的變化?可解釋電阻率隨余質(zhì)灌度利溫度的變化.(4.16)(4.17)電離雜質(zhì)龍射拴縱崗學(xué)波散射昨卸7執(zhí)H說拴縱光學(xué)波散射(1.15)(4.14)(5)半導(dǎo)體在外加電磁場(chǎng)的作用下，電子的分布函數(shù)要發(fā)生變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)分布函數(shù)的變化滿足玻爾茲曼方程。借）如果系統(tǒng)內(nèi)部沒有溫度梯度J不隨位說借）如果系統(tǒng)內(nèi)部沒有溫度梯度J不隨位說r變化■可簡(jiǎn)化為求解這一誡分積分方程，-俄用弛稼時(shí)間近他的方法口由此■式（t21）nf變?yōu)閕*TT/——扌—h(4.20)(4.2D(4.22)它表示一種弛豫過桎:如果將外場(chǎng)馭消,ft］于散射儒用，i叮便分布曲數(shù)子逐漸恢復(fù)到平懺的分布函數(shù)人t為弛陳時(shí)間。C4,23)實(shí)際上載流子足有?定的速度統(tǒng)計(jì)分布的°C4,23)遷移率q<rv2>遷移率在只有扶聲學(xué)波散射時(shí).可il-W.t(<25)式中出為電于的平均自由挪.（6）在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，載流子的平均漂移速度不再與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，漂移速度的增加比線性變得緩慢，最后達(dá)到一個(gè)飽和值。很顯然，這時(shí)的遷移率變得與電場(chǎng)有關(guān)，這一物理現(xiàn)象可用熱載流子與光學(xué)波的晶格散射概念予以解釋。芳電場(chǎng)很強(qiáng)時(shí).載流子從電場(chǎng)中獲徘的能量”無迭很快以聲學(xué)聲于的形式釋放給晶格*使其平均能壓扃出晶格系統(tǒng)前能［乙即栽流產(chǎn)的有致溢度T-比晶格溫度丁髙。址弱電場(chǎng)時(shí)也子遷移率為尸「用式（125）表示，則在強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)嚴(yán)弘之比(4.26)當(dāng)電場(chǎng)逬一

從而他漂移可見馳著電場(chǎng)的擁毎》T.當(dāng)電場(chǎng)逬一

從而他漂移（7）由于GaAs的導(dǎo)帶具有多能谷結(jié)構(gòu)，而最低能谷和次低能谷間的能量間隔較小，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，最低能谷中電子從電場(chǎng)中獲得能量后，使其與次低能谷的能量相當(dāng)。即會(huì)發(fā)生谷間散射，低能谷中的電子向高能谷中轉(zhuǎn)移，且隨電場(chǎng)強(qiáng)度的進(jìn)一步增加，轉(zhuǎn)移的電子越多，高能谷中電子的有效質(zhì)量遠(yuǎn)大于低能谷的有效質(zhì)量，因而在