半导体电阻率及其与杂质浓度和温度

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）2*2*22**nnnnpppppnnpnpnqnnqmpqpqmpqnqnqpqmm型　　　　ｐ型　混合形　1111()nnppnpiinpnnqpqnqpqnqq型　　　　　　　　　（４－６２）ｐ型　　　　　　（４－６３）混合型　　（４－６４）本征　　　　　（４－６５）室温下，本征硅的约为2.3×105Ω·cm，本征锗（禁宽小）约为47Ω·cm。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1016～1018cm-3），迁移率随杂质浓度的变化较小1iN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1npnqpq()iTnu不变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。（ABBCC三段）硅与T关系0ABCTAB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*3/23/21iqBNmATT硅与T关系0ABCTBC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。*3/23/21iqBNmATT硅与T关系0ABCTC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。*3/23/21iqBNmATT硅与T关系0ABCT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℃。*3/23/21iqBNmATT硅与T关系0ABCT