半导体电阻率及其与杂质浓度和温度

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,4.4,电阻率及其与杂质浓度和温度的关系,习惯用电阻率来讨论问题（四探针法）,室温下，本征硅的,约为,2.3105cm,，本征锗（禁宽小）,约为,47cm,。,电阻率决定于载流子浓度和迁移率，与杂质浓度和温度有关。,4.4.1,电阻率和杂质浓度的关系,图,4-15,是锗、硅和砷化镓（温度定）,300K,时,随杂质变化的曲线（非补偿或轻补偿）。,A,：轻掺（杂质浓度,10,16,10,18,cm,-3,），,迁移率随杂质浓度的变化较小,杂质浓度增高时，,非线性曲线。,原因：,一是杂质在室温下不能全部电离，重掺杂的简并半导体中情况更加严重；,二是迁移率随杂质浓度的增加将显著下降。,由电阻率可确定所含杂质的浓度。材料越纯，电阻率越高（不适于高度补偿的材料）。,4.4.2,电阻率随温度的变化,1,）本征半导体,2,）掺杂半导体,：杂质电离、本征激发同时存在，电离杂质散射和晶格散射机构的存在，电阻率随温度的变化关系复杂。（,AB BC C,三段）,硅,与,T,关系,0,A,B,C,T,AB,段 温度很低，本征激发可忽略，载流子主要由杂质电离提供，它随温度升高而增加；散射主要由电离杂质决定，迁移率也随温度升高而增大，所以，电阻率随温度升高而下降。,T,硅,与,T,关系,0,A,B,C,T,BC,段 温度继续升高，杂质全部电离，本征激发还不十分显著，载流子基本上不随温度变化，晶格振动散射上升为主要矛盾，迁移率随温度升高而降低，所以，电阻率随温度升高而增大。,硅,与,T,关系,0,A,B,C,T,C,段 温度继续升高，,本征激发很快增加,，大量本征载流子的产生超过迁移率减小对电阻率的影响，杂质半导体的电阻率将随温度的升高而急剧地下降，表现出同,本征半导体,相似的特征。,硅,与,T,关系,0,A,B,C,T,电阻率与材料性质有关，禁带宽度越大，同一温度下的本征载流子浓度就越低，进入本征导电的温度也越高,锗器最高工作温度为,100,，硅为,250,，而砷化镓可达,450,。,硅,与,T,关系,0,A,B,C,T,