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半导体迁移率怎么求

发布时间: 2021-03-07 00:27:38

① 载流子的迁移率和浓度的单位分别是什么

迁移率是指载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度,即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度,运动得越快,迁移率越大;运动得慢,迁移率小。同一种半导体材料中,载流子类型不同,迁移率不同,一般是电子的迁移率高于空穴。如室温下,轻参杂硅材料中,电子的迁移率为1350cm^2/(VS),而空穴的迁移率仅为480cm^2/(VS)。 迁移率主要影响到晶体管的两个性能: 一是载流子浓度一起决定半导体材料的电导率(电阻率的倒数)的大小。迁移率越大,电阻率越小,通过相同电流时,功耗越小,电流承载能力越大。由于电子的迁移率一般高于空穴的迁移率,因此,功率型MOSFET通常总是采用电子作为载流子的n沟道结构,而不采用空穴作为载流子的p沟道结构. 二是影响器件的工作频率。双极晶体管频率响应特性最主要的限制是少数载流子渡越基区的时间。迁移率越大,需要的渡越时间越短,晶体管的截止频率与基区材料的载流子迁移率成正比,因此提高载流子迁移率,可以降低功耗,提高器件的电流承载能力,同时,提高晶体管的开关形影速度。
参考资料:http://www.ice.net/Article/xinpian/zdq/200707/6664.html

② 1.列出计算霍尔系数 、载流子浓度n、电导率σ及迁移率 的计算公式,并注明单位

霍尔系数Rh=U*d/IB, U为霍尔电压,单位mV,d为霍尔元件厚度,单位为μm,I为工作电流,单位为mA,B为磁场强度,单位为T
载流子浓度n=1/|Rh|
迁移率=Kh*(L/l)*(I/U )
L为霍尔元件长度,U为工作电压,I为工作电流。
Kh为霍尔元件灵敏度,Kh=U/IB, U为霍尔电压,I为工作电流,B为磁场强度

③ 半导体的迁移率

为了解决半导体中的导电的问题,必须知道电子的两方面的知识。一个是电子的浓度分布,一个是电子运动的速度。而迁移率就是电子运动速度的标识。具体的就是书上的公式,在推到中定义的。

④ N型半导体 电子迁移率

要看不同的材料的,ge的还si的是不同的,而且要看掺杂浓度的。一般来讲本征硅电子迁移率在1350cm^2/v*s 本征锗电子迁移率在3800cm^2/v*s左右。

⑤ 载流子迁移率的测量方法

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。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:
v=μE
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/Vs 或 cm2/Vs。
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。
电导率和迁移率之间的关系为。也就是在一定的电子浓度n 和电荷量的情况下,电子迁移率和电导率是正相关的。
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。
2 测量方法(1)渡越时间(TOP)法渡越时间(TOP)法适用于具有较好的光生载流子功能的材料的载流子迁移率的测量,可以测量有机材料的低迁移率。在样品上加适当直流电压,选侧适当脉冲宽度的脉冲光,通过透明电极激励样品产生薄层的电子一空穴对。空穴被拉到负电极方向,作薄层运动。设薄层状况不变,则运动速度为μE。如假定样品中只有有限的陷阱,且陷阱密度均匀,则电量损失与载流子寿命τ有关,此时下电极上将因载流子运动形成感应电流,且随时间增加。在t时刻有:
若式中L为样品厚度电场足够强,t≤τ,且渡越时间t0<τ。则

在t0时刻,电压将产生明显变化,由实验可测得,又有式中L、V和t0皆为实验可测量的物理量,因此μ值可求。(2)霍尔效应法霍尔效应法主要适用于较大的无机半导体载流子迁移率的测量。将一块通有电流I的半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,则在垂直于电流和磁场的薄片两端产生一个正比于电流和磁感应强度的电势U,这称为霍尔效应。由于空穴、电子电荷符号相反,霍尔效应可直接区分载流子的导电类型,测量到的电场可以表示为
式中R为霍尔系数,由霍尔效应可以计算得出电流密度、电场垂直漂移速度分量等,以求的R,进而确定μ。(3)电压衰减法通过监控电晕充电试样的表面电压衰减来测量载流子的迁移率。充电试样存积的电荷从顶面向接地的底电极泄漏,最初向下流动的电荷具有良好的前沿,可以确定通过厚度为L的样品的时间,进而可确定材料的μ值。(4)辐射诱发导电率(SIC)法辐射诱发导电率(SIC)法适合于导电机理为空间电荷限制导电性材料。
在此方法中,研究样品上面一半经受连续的电子束激发辐照,产生稳态SIC,下面一半材料起着注入接触作用。然后再把此空间电荷限制电流(SCLC)流向下方电极。根据理论分析SCLC电导电流与迁移率的关系为J=pμε1ε0V2/εDd3 (7)测量电子束电流、辐照能量和施加电压函数的信号电流,即可推算出μ值。
(5)表面波传输法将被测量的半导体薄膜放在有压电晶体产生的场表面波场范围内,则与场表面波相联系的电场耦合到半导体薄膜中并且驱动载流子沿着声表面波传输方向移动,设置在样品上两个分开的电极检测到声一电流或电压,表达式为Iae=μP/Lv. (8)式中P为声功率,L为待测样品两极间距离,v为表面声波速。有此式便可推出μ值。(6)外加电场极性反转法在极性完全封闭时加外电场,离子将在电极附近聚集呈薄板状,引起空间电荷效应。当将外电场极性反转时,载流子将以板状向另一电极迁移。由于加在载流子薄层前、后沿的电场影响,因而在极性反转后t时间时,电流达到最大值。t相当于载流子薄层在样品中行走的时间,结合样品的厚度、电场等情况,即可确定μ值。(7)电流一电压特性法本方法主要适用于工作于常温下的MOSFET反型层载流子迁移率的测量。对于一般的MOSFET工作于高温时,漏源电流Ids等于沟道电流Ich与泄漏电流Ir两者之和,但当其工作于常温时,泄漏电流Ir急剧减小,近似为零,使得漏源电流Ids即为沟道电流Ich。因此,对于一般的MOSFET反型层载流子迁移率,可以根据测量线性区I—V特性求的。
3 总结综上所述,本文共指出了七中载流子迁移率的测量方法,除此之外,还可采用漂移实验、分析离子扩散、分析热释电流极化电荷瞬态响应等方法进行载流子迁移率的测量。

⑥ 怎么测有机半导体的空穴迁移率以及电子迁移率

不介意同行来回答你这个问题吧?(权当站在技术立场上讨论)

母线槽每平方毫米载流能力是与铜导版体的纯度、权导电率,以及外壳散热结构,集肤效应等息息相关的。所以,不能以民间默认的每平方毫米载流2安培的来定论所有的规格所有的不同结构的母线槽的载流量。

象电工手册里面的导电排电流规格表可以看的出来,同样的截面积(例如6*100和60*10,同样600平方毫米,可是载流量相关百分之十几。

所以中国强制认认证,3C认证的时候,是以母线槽的温升型式试验来验证母线槽的额定电流是否合格的。

⑦ 载流子迁移率的单位是什么

c㎡/v·s,载流子迁移率复在固制体物理学中用于指代半导体内部电子和空穴整体的运动快慢。

电子运动速度等于迁移率乘以电场强度,也就是说相同的电场强度下,载流子迁移率越大,运动得越快;迁移率小,运动得慢。同一种半导体材料中,载流子类型不同,迁移率硅中载流子迁移率随掺杂浓度的变化曲线不同,一般是电子的迁移率高于空穴。

(7)半导体迁移率怎么求扩展阅读:

迁移率决定半导体材料的电导率,影响器件的工作速度。对于载流子迁移率已有诸多文章对载流子迁移率的重要性进行了研究 。

迁移率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。

⑧ 哪里能测有机半导体载流子迁移率,用什么方法

测有机半导体载流子迁移率的方法主要有如下几种:
稳态直流电流-电压特性法回,飞行时间法,瞬态电致发答光法,瞬态电致发光法的修正方法即双脉冲方波法和线性增压载流子瞬态法,暗注入空间电荷限制电流,场效应晶体管方法,时间分辨微波传导技术,电压调制毫米波谱,光诱导瞬态斯塔克谱方法。

⑨ 霍尔效应的载流子浓度电导率和迁移率计算详细过程。。。

迁移率是指载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度,即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度,运动得越快,迁移率越大;运动得慢,迁移率小。同一种半导体材料中,载流子类型不同,迁移率不同,一般是电子的迁移率高于空穴。如室温下,低掺杂硅材料中,电子的迁移率为1350cm^2/(VS),而空穴的迁移率仅为480cm^2/(VS)。
迁移率主要影响到晶体管的两个性能:
一是载流子浓度一起决定半导体材料的电导率(电阻率的倒数)的大小。迁移率越大,电阻率越小,通过相同电流时,功耗越小,电流承载能力越大。由于电子的迁移率一般高于空穴的迁移率,因此,功率型MOSFET通常总是采用电子作为载流子的n沟道结构,而不采用空穴作为载流子的p沟道结构。
二是影响器件的工作频率。双极晶体管频率响应特性最主要的限制是少数载流子渡越基区的时间。迁移率越大,需要的渡越时间越短,晶体管的截止频率与基区材料的载流子迁移率成正比,因此提高载流子迁移率,可以降低功耗,提高器件的电流承载能力,同时,提高晶体管的开关转换速度。
一般来说P型半导体的迁移率是N型半导体的1/3到1/2.。
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。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:
v=μE
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/Vs 或 cm2/Vs。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。测量方法 (1)渡越时间(TOP)法 (1)渡越时间(TOP)法渡越时间(TOP) 渡越时间(TOP)法适用于具有较好的光生载流子功能的材料的载流子迁移率的测量,可以测量有机材料的低迁移率。在样品上加适当直流电压,选侧适当脉冲宽度的脉冲光,通过透明电极激励样品产生薄层的电子一空穴对。空穴被拉到负电极方向,作薄层运动。设薄层状况不变,则运动速度为 μE。如假定样品中只有有限的陷阱,且陷阱密度均匀,则电量损失与载流子寿命 τ 有关,此时下电极上将因载流子运动形成感应电流,且随时间增加。在 t 时刻有:若式中 L 为样品厚度电场足够强,t≤τ,且渡越时间 t0<τ。则在 t0 时刻,电压将产生明显变化,由实验可测得,又有式中 L、V 和 t0 皆为实验可测量的物理量,因此 μ 值可求。 (2)霍尔效应法 (2)霍尔效应法霍尔效应法主要适用于较大的无机半导体载流子迁移率的测量。将一块通有电流 I 的半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中,则在垂直于电流和磁场的薄片两端产生一个正比于电流和磁感应强度的电势 U,这称为霍尔效应。由于空穴、电子电荷符号相反,霍尔效应可直接区分载流子的导电类型,测量到的电场可以表示为式中 R 为霍尔系数,由霍尔效应可以计算得出电流密度、电场垂直漂移速度分量等,以求的 R,进而确定 μ。 (3)电压衰减法 (3)电压衰减法通过监控电晕充电试样的表面电压衰减来测量载流子的迁移率。充电试样存积的电荷从顶面向接地的底电极泄漏,最初向下流动的电荷具有良好的前沿,可以确定通过厚度为 L 的样品的时间,进而可确定材料的 μ 值。 (4)辐射诱发导电率(SIC)法 (4)辐射诱发导电率(SIC)法辐射诱发导电率(SIC) 辐射诱发导电率(SIC)法适合于导电机理为空间电荷限制导电性材料。在此方法中,研究样品上面一半经受连续的电子束激发辐照,产生稳态 SIC,下面一半材料起着注入接触作用。然后再把此空间电荷限制电流(SCLC)流向下方电极。根据理论分析 SCLC 电导电流与迁移率的关系为 J=pμε1ε0V2/εDd3 (7) 测量电子束电流、辐照能量和施加电压函数的信号电流,即可推算出 μ 值。 (5)表面波传输法 (5)表面波传输法将被测量的半导体薄膜放在有压电晶体产生的场表面波场范围内,则与场表面波相联系的电场耦合到半导体薄膜中并且驱动载流子沿着声表面波传输方向移动,设置在样品上两个分开的电极检测到声一电流或电压,表达式为 Iae=μP/Lv. (8) 式中 P 为声功率,L 为待测样品两极间距离,v 为表面声波速。有此式便可推出 μ 值。 (6)外加电场极性反转法 (6)外加电场极性反转法在极性完全封闭时加外电场,离子将在电极附近聚集呈薄板状,引起空间电荷效应。当将外电场极性反转时,载流子将以板状向另一电极迁移。由于加在载流子薄层前、后沿的电场影响,因而在极性反转后 t 时间时,电流达到最大值。t 相当于载流子薄层在样品中行走的时间,结合样品的厚度、电场等情况,即可确定 μ 值。 (7)电流一电压特性法 (7)电流一电压特性法本方法主要适用于工作于常温下的 MOSFET 反型层载流子迁移率的测量。对于一般的 MOSFET 工作于高温时,漏源电流 Ids 等于沟道电流 Ich 与泄漏电流 Ir 两者之和,但当其工作于常温时,泄漏电流 Ir 急剧减小,近似为零,使得漏源电流 Ids 即为沟道电流Ich。因此,对于一般的 MOSFET 反型层载流子迁移率,可以根据测量线性区 I—V 特性求的。总结综上所述,本文共指出了七中载流子迁移率的测量方法,除此之外,还可采用漂移实验、分析离子扩散、分析热释电流极化电荷瞬态响应等方法进行载流子迁移率的测量。

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