正文內容

關于半導體材料ppt課件-資料下載頁

2026-04-27 06:14本頁面

　　

【正文】電流與擴散電流方向相反，當達到動態平衡時，兩個電流相等，不表現出宏觀電流，從而造成了遷移率和擴散系數之間的關聯：愛因斯坦關系。化合物半導體材料與器件 ? 緩變雜質分布引起的內建電場熱平衡狀態的半導體材料費米能級保持為一個常數，因而非均勻摻雜半導體不同位置 ?E=EcEF不同。其能帶結構如圖所示：熱平衡狀態下的均勻摻雜半導體 E x Ec Ev EFi EF E x Ec Ev EFi EF 熱平衡狀態下的不均勻摻雜半導體 nx E化合物半導體材料與器件多數載流子（電子）從濃度高的位置流向濃度低的位置，即電子沿著 x的方向流動，同時留下帶正電荷的施主離子，施主離子和電子在空間位置上的分離將會誘生出一個指向 x方向的內建電場，該電場的形成會阻止電子的進一步擴散。達到平衡后，空間各處電子的濃度不完全等同于施主雜質的摻雜濃度，但是這種差別并不是很大。（準電中性條件）化合物半導體材料與器件對于一塊非均勻摻雜的 N型半導體材料，我們定義各處電勢（電子勢能除以電子電量 e）： eEE FiF ???dxdEedxdE Fix1??? ? 半導體各處的電場強度為：假設電子濃度與施主雜質濃度基本相等（準電中性條件），則有： )(]ex p [0 xNKT EEnn dFiFi ???注意：電子勢能負值；電子電量負值；電勢正值；化合物半導體材料與器件熱平衡時費米能級 EF恒定，所以對 x求導可得： dxxdNxNKTdxdE ddFi )()(??因此，電場為： dxxdNxNeKTE ddx)()(1)(?? 由上式看出，由于存在非均勻摻雜，將使得半導體中產生內建電場。一旦有了內建電場，在非均勻摻雜的半導體材料中就會相應地產生出內建電勢差。化合物半導體材料與器件 ?愛因斯坦關系仍然以前面分析過的非均勻摻雜半導體材料為例，在熱平衡狀態下，其內部的電子電流和空穴電流密度均應為零，即： 0n n x n dnJ e n E e D dx?? ? ?E x Ec Ev EFi EF 化合物半導體材料與器件假設仍然近似的滿足電中性條件則有：將電場的表達式代入：得到：因而擴散系數和遷移率有關系： dnN?? ? ? ? 0dn d n x n dN xJ e N x E e D dx?? ? ?dxxdNxNeKTE ddx)()(1)(??? ? ? ? ? ? ? ?1 0ddn d ndd N x d N xkTe N x e De N x d x d x? ??? ? ?????nTnD kT Ve? ??熱電壓，常溫下為例化合物半導體材料與器件同樣，根據空穴電流密度為零也可以得到：將上述兩式統一起來，即：此式即為統一的愛因斯坦關系化合物半導體材料與器件下表所示為室溫條件下硅、砷化鎵以及鍺單晶材料中電子、空穴的遷移率和擴散系數的典型值。遷移率：反映載流子在電場作用下運動的難易程度擴散系數：反映存在濃度梯度時載流子運動的難易程度 2n t h t h nD v l v ???*nnnem?? ?愛因斯坦關系中的系數和溫度有關，載流子的遷移率也是與溫度強烈相關的，所以載流子的擴散系數同樣也是與溫度有著非常強烈的依賴關系。化合物半導體材料與器件 167。霍爾效應帶電粒子在磁場中運動時會受到洛倫茲力的作用，利用這一特點，我們可以區別出 N型半導體材料和 P型半導體材料，同時還可以測量出半導體材料中多數載流子的濃度及其遷移率。如圖所示，在一塊半導體材料中通入電流 Ix，并將其置入磁場 Bz中，這時就會在半導體材料 Y方向兩側產生電場 Ey，化合物半導體材料與器件載流子（空穴）在橫向電場中受電場力作用，最終與洛侖茲力相平衡：霍爾電壓：載粒子（空穴）的漂移速度：故有：測得霍爾電壓后，可計算出濃度： y x zq E q v B?H y x zV E W v W B??? ? ? ?xxxJIve p e p W d??xzHIBVep d?xzHIBpe dV?化合物半導體材料與器件同樣，對于 N型半導體材料，其霍爾電壓為負值： xzHIBVe n d??xzHIBne d V?? 一旦確定了半導體材料的摻雜類型和多數載流子的濃度之后，我們還可以計算出多數載流子在低電場下的遷移率，對于 P型半導體材料，有： x p xx x xpxxxJ e p EJ I I LVe p E e p V W de p W dL???? ? ? ?化合物半導體材料與器件同樣的，對于 n型材料中的電子： xnxILe n V W d? ? 在實際的霍爾測試中，需要注意： ?歐姆接觸的制作 ?襯底材料或外延材料的厚度影響 ?樣品尺寸的影響

點擊復制文檔內容

教學課件相關推薦

關于半導體材料ppt課件-資料下載頁

半導體器件概論ppt課件-資料下載頁

半導體器件物理ppt課件-資料下載頁

半導體器件bwuppt課件-資料下載頁

半導體pn結ppt課件-資料下載頁

半導體物理基礎ppt課件-資料下載頁

半導體led原理ppt課件-資料下載頁

半導體器件緒論ppt課件-資料下載頁

常用半導體器ppt課件-資料下載頁

型半導體器ppt課件-資料下載頁

半導體封裝流程ppt課件-資料下載頁

常用半導體器ppt課件-資料下載頁

半導體磁阻效應ppt課件-資料下載頁

lect半導體電子ppt課件-資料下載頁

useful半導體催化ppt課件-資料下載頁

半導體器件基礎ppt課件-資料下載頁

關于半導體材料ppt課件-閱讀頁

關于半導體材料ppt課件(文件)

關于半導體材料ppt課件-全文預覽

關于半導體材料ppt課件-預覽頁

關于半導體材料ppt課件-免費閱讀