半导体材料第5讲-硅、锗晶体中的杂质

1、迁移率迁移率所带电量所带电量有效杂质浓度有效杂质浓度1 1电阻率电阻率如果施主杂质占优势，则有：如果施主杂质占优势，则有：n nacceptoracceptordonordonor)e)eN N(N(N1 1迁移率迁移率所带电量所带电量受主杂质浓度)受主杂质浓度)(施主杂质浓度(施主杂质浓度1 1电阻率电阻率如果受主杂质占优势，则有：如果受主杂质占优势，则有：p pdonordonoracceptoracceptor)e)eN N(N(N1 1迁移率迁移率所带电量所带电量施主杂质浓度)施主杂质浓度)(受主杂质浓度(受主杂质浓度1 1电阻率电阻率工作电流工作电流I与载流子电荷与载流子电荷e、n型

2、载流型载流子浓度子浓度n、迁移速率、迁移速率v及霍尔元件的及霍尔元件的截面积截面积bd之间的关系为之间的关系为I=nevbd， 霍尔电压，即霍尔电压，即l、2两点间的电位差为两点间的电位差为 bBUH KIBnedIBUH 式中式中K=1(end)，称该霍尔元件的灵敏度。如果霍尔元件是，称该霍尔元件的灵敏度。如果霍尔元件是P型型(即载流子是即载流子是空穴空穴)半导体材料制成的，则半导体材料制成的，则K=l(epd)，其中，其中p为空穴浓度。为空穴浓度。 ededU UIBIB器件厚度器件厚度电荷电荷霍尔电压霍尔电压磁场强度磁场强度工作电流工作电流n(或p)n(或p)H H载流子浓度为：载流子浓

3、度为： C CS S=kC=kC0 0(1-g)(1-g)k-1k-1（4 44 4） 将将4 43 3代入代入4 44 4式可算出在拉单晶时，拉出的单晶的某一位式可算出在拉单晶时，拉出的单晶的某一位置置g g处的电阻率与原来杂质浓度的关系：处的电阻率与原来杂质浓度的关系：k)k)(1(10 0g)g)(1(1e eKCKC1 10)1 (0)1 (10dNwAgeuKdNwACmk思考：思考： 为什么会是为什么会是 m=C0wA/dN0这一公式？这一公式？ 而不是而不是 m=wC0阿佛加德罗常数密度摩尔质量单晶质量杂质浓度杂质质量 C0:杂质浓度，每立方米晶体中所含的杂质数目杂质浓度，每立方

4、米晶体中所含的杂质数目 单位：单位： 个个cm-3w :单晶质量单晶质量 单位：单位：g A: 单晶的摩尔质量单晶的摩尔质量 单位：单位： g mol-1 d: 单晶的密度，单晶的密度， 单位：单位：g cm-3N0: 阿佛加德罗常数，阿佛加德罗常数， 单位单位 ： 个个 mol-1gmolgcmgmolgcm13-1-3-个个单晶中杂质浓度锗密度母合金质量锗质量母合金中杂质浓度母合金密度母合金质量C0dMWCmdM)C0(dMW)Cm()d()M(单晶中杂质浓度锗密度母合金质量锗质量母合金中杂质浓度母合金密度母合金质量)C0(dW)Cm()d()M(单晶中杂质浓度锗密度锗质量母合金中杂质浓度

5、锗密度母合金质量)Cm()C0(W)M(母合金中杂质浓度单晶中杂质浓度锗质量母合金质量KCC1sL1KCCsL22 熔体熔体单晶单晶)exp(0tVEACCLL度)度)Cm(母合金中杂质浓Cm(母合金中杂质浓(熔硅中杂质浓度)(熔硅中杂质浓度)C CW硅质量W硅质量M(母合金质量)M(母合金质量)L0L0如果蒸发效应很小，则掺杂公式为如果蒸发效应很小，则掺杂公式为Cm)C(CW)M(L1L2硅母合金质量母合金质量Charge Coupled Device电荷藕合器件电荷藕合器件 ，它是一种特殊半导体器件，上面有很，它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素。在摄像机里是一个极多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素。在摄像机里是一个极其重要的部件，它起到其重要的部件，它起到 将光线转换成电信号的作用，类似于人