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0 引言
迁移率是衡量半导体导电性能的重要参数,它决定半导体材料的电导率,影响器件的工作速度。已有很多文章对载流子迁移率的重要性进行研究,但对其测量方法却少有提到。本文对载流子测量方法进行了小结。
1 迁移率μ的相关概念
在半导体材料中,由某种原因产生的载流子处于无规则的热运动,当外加电压时,导体内部的载流子受到电场力作用,做定向运动形成电流,即漂移电流,定向运动的速度成为漂移速度,方向由载流子类型决定。在电场下,载流子的平均漂移速度v与电场强度E成正比为:
式中μ为载流子的漂移迁移率,简称迁移率,表示单位电场下载流子的平均漂移速度,单位是m2/V·s或cm2/V·s。
迁移率是反映半导体中载流子导电能力的重要参数,同样的掺杂浓度,载流子的迁移率越大,半导体材料的导电率越高。迁移率的大小不仅关系着导电能力的强弱,而且还直接决定着载流子运动的快慢。它对半导体器件的工作速度有直接的影响。
在恒定电场的作用下,载流子的平均漂移速度只能取一定的数值,这意味着半导体中的载流子并不是不受任何阻力,不断被加速的。事实上,载流子在其热运动的过程中,不断地与晶格、杂质、缺陷等发生碰撞,无规则的改变其运动方向,即发生了散射。无机晶体不是理想晶体,而有机半导体本质上既是非晶态,所以存在着晶格散射、电离杂质散射等,因此载流子迁移率只能有一定的数值。