补充资料：半导体材料导电机理

半导体材料导电机理
conduction mechanism in semiconductor

　　bandaot{eall旧0 daodianJ}l-半导体材料导电机理(。onduetion meeha-nism in semieonduetor)半导体导电的特异性能是由它的导电机理决定的。半导体材料中除中子外还存在着带正电荷的空穴。在外电场作用下，电子和空穴漂移运动引起导电。电子和空穴统称载流子。导体的电阻R(n)可表示成 D_丝 R一卜于 S式中L为导体的长度，。m;S为导体的截面积，cmZ;尸为电阻率，n·cm。尸是表征导电能力大小的物理量。p的倒数，为电导率，以日一’·cm一’表示。I~v/R为熟知的欧姆定律，其微分形式为电流密度j(A/mZ) ]一aE式中E为某点的作用电场，V/m疥为比例系数。电流密度还可表示成 j=nq vd式中、为电子浓度，Cm一3;q为电子电荷，c;乱为平均漂移速度，。m/s。半导体中产生载流子的途径有两种:(l)本征激发:在温度的作用下，电子从价带顶直接激发到导带底，产生电子一空穴对，因此电子浓度等于空穴浓度，一p一n，，nlocT3/2‘勺ZKT，式中E:为禁带宽度;K为玻耳兹曼常数;T为绝对温度，K;n、为本征载流子浓度，cm一3，它强烈依赖于温度T。(2)杂质电离:浅能级施主杂质电离后，贡献电子给导带。室温下，施主掺杂浓度ND大于ni，主要是电子起导电作用，称为n型半导体，电子是多子，空穴是少子。反之，受主电离后，贡献空穴给价带，主要是空穴起导电作用，为p型半导体，空穴是多子，电子是少子。定义迁移率产一}剖，恙，式中:是平均漂移速度，。/s;二是夕卜电场强度，V/m。即单位电场作用下的平均漂移速度，表示载流子在外场作用下运动的难易程度。载流子在运动过程中，不断受到散射，川mZ/V·s)与散射的平均自由时间r成正比，有下列关系 产二共式中q为电子电荷，C;m‘为有效质量，kg。:是散射的平均自由时间，s。散射主要有:(1)晶格散射，考虑其中的声学波散射，迁移率与温度的关系可表示成产，ccT一3/2。(2)电离杂质散射，迁移率与温度和电离杂质浓度N:的关系可表示成产.oc洲/2/N;。半导体的电导率为 n型:。。=nq产n p型:。p一Pq脚混合型:。，nq群n+Pq脚式中。为电子浓度，cm一3;p为空穴浓度，cm一3;肠为电子迁移率，cmZ/v·。;产。

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