半導體材料第5講-硅、鍺晶體中的雜質(zhì)

1、遷移率遷移率所帶電量所帶電量有效雜質(zhì)濃度有效雜質(zhì)濃度1 1電阻率電阻率如果施主雜質(zhì)占優(yōu)勢，則有：如果施主雜質(zhì)占優(yōu)勢，則有：n nacceptoracceptordonordonor)e)eN N(N(N1 1遷移率遷移率所帶電量所帶電量受主雜質(zhì)濃度)受主雜質(zhì)濃度)(施主雜質(zhì)濃度(施主雜質(zhì)濃度1 1電阻率電阻率如果受主雜質(zhì)占優(yōu)勢，則有：如果受主雜質(zhì)占優(yōu)勢，則有：p pdonordonoracceptoracceptor)e)eN N(N(N1 1遷移率遷移率所帶電量所帶電量施主雜質(zhì)濃度)施主雜質(zhì)濃度)(受主雜質(zhì)濃度(受主雜質(zhì)濃度1 1電阻率電阻率工作電流工作電流I與載流子電荷與載流子電荷e、n型

2、載流型載流子濃度子濃度n、遷移速率、遷移速率v及霍爾元件的及霍爾元件的截面積截面積bd之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為I=nevbd， 霍爾電壓，即霍爾電壓，即l、2兩點間的電位差為兩點間的電位差為 bBUH KIBnedIBUH 式中式中K=1(end)，稱該霍爾元件的靈敏度。如果霍爾元件是，稱該霍爾元件的靈敏度。如果霍爾元件是P型型(即載流子是即載流子是空穴空穴)半導體材料制成的，則半導體材料制成的，則K=l(epd)，其中，其中p為空穴濃度。為空穴濃度。 ededU UIBIB器件厚度器件厚度電荷電荷霍爾電壓霍爾電壓磁場強度磁場強度工作電流工作電流n(或p)n(或p)H H載流子濃度為：載流子濃

3、度為： C CS S=kC=kC0 0(1-g)(1-g)k-1k-1（4 44 4） 將將4 43 3代入代入4 44 4式可算出在拉單晶時，拉出的單晶的某一位式可算出在拉單晶時，拉出的單晶的某一位置置g g處的電阻率與原來雜質(zhì)濃度的關(guān)系：處的電阻率與原來雜質(zhì)濃度的關(guān)系：k)k)(1(10 0g)g)(1(1e eKCKC1 10)1 (0)1 (10dNwAgeuKdNwACmk思考：思考： 為什么會是為什么會是 m=C0wA/dN0這一公式？這一公式？ 而不是而不是 m=wC0阿佛加德羅常數(shù)密度摩爾質(zhì)量單晶質(zhì)量雜質(zhì)濃度雜質(zhì)質(zhì)量 C0:雜質(zhì)濃度，每立方米晶體中所含的雜質(zhì)數(shù)目雜質(zhì)濃度，每立方

4、米晶體中所含的雜質(zhì)數(shù)目 單位：單位： 個個cm-3w :單晶質(zhì)量單晶質(zhì)量 單位：單位：g A: 單晶的摩爾質(zhì)量單晶的摩爾質(zhì)量 單位：單位： g mol-1 d: 單晶的密度，單晶的密度， 單位：單位：g cm-3N0: 阿佛加德羅常數(shù)，阿佛加德羅常數(shù)， 單位單位 ： 個個 mol-1gmolgcmgmolgcm13-1-3-個個單晶中雜質(zhì)濃度鍺密度母合金質(zhì)量鍺質(zhì)量母合金中雜質(zhì)濃度母合金密度母合金質(zhì)量C0dMWCmdM)C0(dMW)Cm()d()M(單晶中雜質(zhì)濃度鍺密度母合金質(zhì)量鍺質(zhì)量母合金中雜質(zhì)濃度母合金密度母合金質(zhì)量)C0(dW)Cm()d()M(單晶中雜質(zhì)濃度鍺密度鍺質(zhì)量母合金中雜質(zhì)濃度

5、鍺密度母合金質(zhì)量)Cm()C0(W)M(母合金中雜質(zhì)濃度單晶中雜質(zhì)濃度鍺質(zhì)量母合金質(zhì)量KCC1sL1KCCsL22 熔體熔體單晶單晶)exp(0tVEACCLL度)度)Cm(母合金中雜質(zhì)濃Cm(母合金中雜質(zhì)濃(熔硅中雜質(zhì)濃度)(熔硅中雜質(zhì)濃度)C CW硅質(zhì)量W硅質(zhì)量M(母合金質(zhì)量)M(母合金質(zhì)量)L0L0如果蒸發(fā)效應很小，則摻雜公式為如果蒸發(fā)效應很小，則摻雜公式為Cm)C(CW)M(L1L2硅母合金質(zhì)量母合金質(zhì)量Charge Coupled Device電荷藕合器件電荷藕合器件 ，它是一種特殊半導體器件，上面有很，它是一種特殊半導體器件，上面有很多一樣的感光元件，每個感光元件叫一個像素。在攝像機里是一個極多一樣的感光元件，每個感光元件叫一個像素。在攝像機里是一個極其重要的部件，它起到其重要的部件，它起到 將光線轉(zhuǎn)換成電信號的作用，類似于人