电子迁移率(汇编)
《AlGaN-GaNMOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》范文
《AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》篇一AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性一、引言随着半导体技术的不断发展，AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）已成为射频和微波电路的重要元件。
在HEMT器件中，电子迁移率以及电流-电压（I-V）输出特性是评估其性能的关键参数。
本文将重点研究AlGaN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）的电子迁移率及其I-V输出特性，以期为相关研究与应用提供理论支持。
二、AlGaN/GaN MIS-HEMT结构与工作原理AlGaN/GaN MIS-HEMT是一种利用二维电子气（2DEG）工作的晶体管，其结构主要由AlGaN/GaN层、栅极绝缘层以及源漏电极等部分组成。
在电场作用下，AlGaN/GaN界面处产生2DEG，从而形成导电通道，实现电流的传输。
三、电子迁移率的研究电子迁移率是衡量半导体材料中电子运动能力的重要参数，直接影响着器件的导电性能。
在AlGaN/GaN MIS-HEMT中，电子迁移率受到材料质量、界面态密度、温度等多种因素的影响。
首先，材料质量对电子迁移率的影响至关重要。
高质量的AlGaN/GaN材料具有较低的缺陷密度和较高的载流子浓度，从而使得电子迁移率得以提高。
其次，界面态密度也会对电子迁移率产生影响。
界面处存在过多的陷阱态会散射电子，降低其迁移率。
此外，温度也是影响电子迁移率的重要因素。
随着温度的升高，电子的热运动加剧，使得迁移率降低。
四、I-V输出特性的研究I-V输出特性是描述器件电流与电压关系的曲线，反映了器件的导电性能和稳定性。
在AlGaN/GaN MIS-HEMT中，I-V输出特性受到栅极电压、源漏电压以及器件结构等因素的影响。
首先，栅极电压对I-V输出特性具有显著影响。
当栅极电压增大时，2DEG的密度增加，导致电流增大。
其次，源漏电压的变化也会引起I-V特性的变化。
mott经验公式
mott经验公式
Mott经验公式是一个用于描述半导体中电子迁移率的公式。
电子迁移率是衡量电子在电场作用下的运动速度的一个重要参数，对
于半导体的性能有着重要的影响。
Mott经验公式为：μ=μ0T^(-1/2)e^(-Ea/kT)，其中μ是电子迁
移率，μ0是常数，T是绝对温度，Ea是激活能，k是玻尔兹曼常数，e是电子的电荷量。
Mott经验公式表明，电子迁移率与温度的负平方根成正比，与激活能成反比。
这意味着在高温下，电子迁移率会更高；而在低激
活能的情况下，电子迁移率也会更高。
这些因素会影响半导体的导
电性能和载流子传输性能。
需要注意的是，Mott经验公式是一个经验公式，虽然在一些情
况下能够较好地描述实际情况，但它并不能完全准确地预测电子迁
移率的所有影响因素。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况综
合考虑各种因素来评估半导体的性能。
28 电迁移率,迁移数
三、Faraday 电解定律
(Faraday’s Law for Electrolysis)
1833年，大量实验发现 Q ∝ n，即
Q nF
Faraday’s Law
① F：Faraday’s const. F = Le ≈ 96500 C.mol-1
② 对串连电解池组(共k个电极)，则 n 1 = n 2 = n 3 =… ＝ n k
uB
B
E
① uB：离子B的电迁移率（淌度），m2.s-1.V-1。 单位场强(1 V m-1)时的电迁移速度。
② uB = f(T, p, c, B本性，D本性)，∴ uB不是 B的特性参数(∵与c，D本性有关 )， uB 值 应具体测量。
2. B的测量：自学。据定义，设法测B和E
3. 离子的极限电迁移率：
n(H2O)=1mol， n(2H2O)=0.5mol， n(1/3· H2O)=3mol， 等
在研究电解质溶液导电性质时，习惯于以一个元 电荷(e- or e)为基础指定物质量的基本单元。
① 离子Mz+
1 z n M ：用 描述离子的物质的量， z
例 n(H+)，n(1/2· Cu2+)，n (1/3· Fe3+) …
+
-
e-
Pt 阳
Cu 阴
Cl-
Cu2+
总结果相当于：
e e e e 电池() Cu s ln Pt 电池() re ox
电极命名法
按电位高低：电位高－正极，电位低－负极 按反应性质：氧化－阳极，还原－阴极
二、物质的量的基本单元
n＝N/L，其中N为基本单元的个数，所以n值 与基本单元有关。例如18g水，可表示为：
半导体物理期末复习知识要点汇编
一、半导体物理学基本概念有效质量-----载流子在晶体中的表观质量，它体现了周期场对电子运动的影响。
其物理意义：1）有效质量的大小仍然是惯性大小的量度；2）有效质量反映了电子在晶格与外场之间能量和动量的传递，因此可正可负。
空穴-----是一种准粒子，代表半导体近满带（价带）中的少量空态，相当于具有正的电子电荷和正的有效质量的粒子，描述了近满带中大量电子的运动行为。
回旋共振----半导体中的电子在恒定磁场中受洛仑兹力作用将作回旋运动，此时在半导体上再加垂直于磁场的交变磁场，当交变磁场的频率等于电子的回旋频率时，发生强烈的共振吸收现象，称为回旋共振。
施主-----在半导体中起施予电子作用的杂质。
受主-----在半导体中起接受电子作用的杂质。
杂质电离能-----使中性施主杂质束缚的电子电离或使中性受主杂质束缚的空穴电离所需要的能量。
n-型半导体------以电子为主要载流子的半导体。
p-型半导体------以空穴为主要载流子的半导体。
浅能级杂质------杂质能级位于半导体禁带中靠近导带底或价带顶，即杂质电离能很低的杂质。
浅能级杂质对半导体的导电性质有较大的影响。
深能级杂质-------杂质能级位于半导体禁带中远离导带底（施主）或价带顶（受主），即杂质电离能很大的杂质。
深能级杂质对半导体导电性质影响较小，但对半导体中非平衡载流子的复合过程有重要作用。
位于半导体禁带中央能级附近的深能级杂质是有效的复合中心。
杂质补偿-----在半导体中同时存在施主和受主杂质时，存在杂质补偿现象，即施主杂质束缚的电子优先填充受主能级，实际的有效杂质浓度为补偿后的杂质浓度，即两者之差。
直接带隙-----半导体的导带底和价带顶位于k空间同一位置时称为直接带隙。
直接带隙材料中载流子跃迁几率较大。
间接带隙-----半导体的导带底和价带顶位于k空间不同位置时称为间接带隙。
间接带隙材料中载流子跃迁时需有声子参与，跃迁几率较小。
平衡状态与非平衡状态-----半导体处于热平衡态时，载流子遵从平衡态分布，电子和空穴具有统一的费米能级。
《2024年AlGaN-GaNMOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》范文
《AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》篇一AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性一、引言随着微电子技术的飞速发展，AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）因其优异的性能在功率放大器、高频高速电路等领域得到了广泛应用。
其中，电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性作为衡量HEMT器件性能的重要参数，其研究具有重要意义。
本文将针对AlGaN/GaN MOS（MIS）HEMT中的电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性进行深入探讨。
二、AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT结构与工作原理AlGaN/GaN MOS（MIS）HEMT是一种采用金属-绝缘层-半导体（MIS）结构的场效应晶体管。
其基本结构包括氮化铝镓（AlGaN）势垒层、氮化镓（GaN）沟道层以及位于它们之间的界面绝缘层。
在工作过程中，通过栅极电压控制沟道中电子的积累与耗尽，从而实现电流的开关与调控。
三、电子迁移率的研究电子迁移率是半导体材料中电子运动能力的量度，对于HEMT器件的性能具有重要影响。
在AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中，电子迁移率受到材料质量、界面态密度、杂质浓度等因素的影响。
首先，材料质量是影响电子迁移率的关键因素。
高质量的AlGaN/GaN材料具有更少的缺陷和杂质，能够提供更高的电子迁移率。
其次，界面态密度也会对电子迁移率产生影响。
界面处良好的绝缘层可以有效减少界面态密度，从而提高电子迁移率。
此外，杂质浓度也是影响电子迁移率的重要因素，过高的杂质浓度会散射电子，降低其运动能力。
为了提高电子迁移率，研究人员采取了多种措施，如优化材料生长条件、改善界面质量、降低杂质浓度等。
这些措施可以有效提高AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT的电子迁移率，从而提高器件的整体性能。
四、Ⅰ-Ⅴ输出特性的研究Ⅰ-Ⅴ输出特性是描述HEMT器件电流与电压关系的重参数。
在AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中，Ⅰ-Ⅴ输出特性受到栅极电压、源漏极电压以及器件结构等因素的影响。
归纳4.5电导率、迁移率、霍耳效应.ppt
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17
（2）晶格振动散射
一定温度下的晶体其格点原子(或离子)在各自平衡位置附近振 动。半导体中格点原子的振动同样要引起载流子的散射，称为 晶格振动散射。
格点原子的振动都是由若干个不同基本波动按照波的迭加原理 迭加而成。
4.5 电导率和迁移率
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1
一、欧姆定律
I V R
Rl
s 1
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2
二、电流密度
JI s
E V l
J E
欧姆定律的微分形式
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3
三、 漂移速度和迁移率
在外场|E|的作用下，半导体中载流子要逆(顺)电 场方向作定向运动，这种运动称为漂移运动。
定向运动速度称为漂移速度，它大小不一，取其 平均值称作平均漂移速度。
J nqvd
电子的平均漂移速度
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4
图中截面积为s的均匀样品，
内部电场为|E| ，电子浓度为n。
在其中取相距为 υd t 的A和B两
个截面，这两个截面间所围成
的体积中总电子数为N nsυd t，
图4.1 平均漂移速度分析模型
这N个电子经过t时间后都将通过A面，因此按照电流强度的定义
I
Q t
Ps T 3 2
(a) 纵声学波
(b) 纵声学波引起的能带改变
纵声学波及其所引起的附加势场
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20
光学波对载流子的散射几率Po为
Po
3
(h l ) 2
1
(k0T ) 2
exp
h l
航天一院(中国运载火箭研究院)2010年试题汇编
目 录半导体物理试题 (1)材料力学试题 (3)传感器试题 (6)传热学试题 (8)电子技术基础试题 (10)高分子物理和高分子化学试题 (15)工程流体力学试题 (18)工程热力学试题 (21)结构力学试卷 (24)空气动力学试题 (29)理论力学试题 (31)微机原理试题 (36)信号与系统试题 (44)自动控制原理试题 (48)半导体物理试题一、填充题（每空格2分，共40分）1．在半导体中的某些区域，晶体中的原子周期性排列被破坏，形成了各种缺陷。
一般地将缺陷分为 、 、和 三类。
2．V族杂质在硅、锗中电离时能够施放电子并形成正电荷中心，称为 ；III族杂质在硅、锗中能够接受电子，形成负电荷中心，称为 。
单位体积中的杂质原子数称为 。
3．在硅和锗中，一般情况下主要散射是 散射和 散射，除此以外还存在其它因素引起的散射如 散射、 散射和 散射等。
4．电子迁移率是单位电场下电子的 速度。
在杂质浓度较低的样品中，迁移率随温度增高而 ；当杂质浓度很高时，在低温范围，随温度升高迁移率会 ，直到很高温度才 。
5．由两种不同的半导体单晶材料组成的结，则称为异质结。
对于突变反型异质结的电流传输机构已经提出了以下五种模型：1） 模型；2） 模型；3） 模型；4） 模型；5） 模型。
二、问答计算题（共110分）1．简述理想P-N结模型并推导其电流电压方程（50分）2．什么是理想的MIS（金属-绝缘层-半导体）结构并简述和实际（硅—二氧化硅系统）的差别（30分）3．已知硅突变结两边杂质浓度为NA=1016 CM-3，ND=1020CM-3，①试从泊松方程推导出突变结的势垒宽度公式：XD=[VD(2εrε0/q)(NA+ND)/NAND]0.51②求势垒高度和势垒宽（300K时）③画出| E（X）|及V（X）图。
*注：硅的介电常数为εr=11.9，真空介电常数为ε0=8.854X10-12F/m,玻尔兹曼常数为KO=1.35X10-23J/K。
离子的电迁移率和迁移数PPT课件
离子
OH
u 108 m2 s1 V1
20.55
F
5.74
Cl 7.92
Br 8.09
I
7.96
NO
3
7.40
CH 3COO 4.24
CO
2 3
7.18
图16–9 H3O+与OH–的导电机理
2.离子迁移数(transference number of ions)
t def
I I I
def
Q Q Q
t def
I I I
def
Q Q Q
t t 1
2.离子迁移数(transference number of ions)
1 tK 4
3 tOH 4
tK tOH 1
迁移数与电迁移率的关系
t
Asc z u EF Asc ( z u z u )EF
zu
zu z u
计算电极反应引起的Cu2+物质的量的变化
Ag e Ag
Cu2 2e Cu
1 0.0405
nCu2
mol 2 107.87
Cu2 ~ 2e ~ 2Ag
1.878 104mol
1 nCu2+
2 nAg
Δn电极反应 1.878104mol
例 ： 用 希 托 夫 法 测 定 Cu2+ 的 迁 移 数 。 在 三 管 中 放 入
解2：选定阳极区对NO3−为物料衡算对象
n电解后 n电解前 Δn电极反应 Δn迁移
Δn迁移 n电解后 n电解前 1.391 1.008103mol
0.383103mol
0.383 103 zF tNO3 0.723 103 zF 0.530 tAg 1 0.530 0.470
《AlGaN-GaNMOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》范文
《AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》篇一AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及I-V输出特性的研究一、引言在当代的半导体器件领域中，AlGaN/GaN HEMT（高电子迁移率晶体管）因其在高频率、高功率及高温条件下的优秀性能，已被广泛运用于各种高频微波器件、集成电路以及高效率功率转换电路等众多领域。
随着科技的发展，MOS（金属氧化物半导体）结构被引入HEMT器件中，形成了AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT 结构，其性能的进一步优化和提升成为了研究的热点。
本文将重点探讨AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中的电子迁移率以及I-V输出特性。
二、电子迁移率的研究电子迁移率是半导体材料中电子运动能力的重要参数，对于理解HEMT器件的电学性能具有至关重要的作用。
在AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中，电子迁移率受多种因素影响，包括材料的质量、界面状态、温度以及电磁场强度等。
首先，材料的品质是决定电子迁移率的基础。
高纯度、无缺陷的晶体结构可以为电子提供更多的可移动空间和较低的散射机会，从而提高电子迁移率。
其次，界面状态对电子迁移率也有重要影响。
在AlGaN/GaN界面处，应尽可能减少界面态密度和表面粗糙度，以降低对电子的散射。
此外，温度对电子迁移率的影响也不能忽视。
在高温环境下，电子散射会增强，导致电子迁移率降低。
而电磁场强度则能通过影响电子的能量分布和运动轨迹来影响其迁移率。
三、I-V输出特性的研究I-V输出特性是描述半导体器件电流与电压关系的特性曲线，对于评估HEMT器件的性能具有重要价值。
在AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中，I-V输出特性主要受电子迁移率、栅极电压、源漏电压以及器件结构等因素的影响。
当源漏电压一定时，I-V输出特性主要由栅极电压控制。
《2024年半导体异质结中的电子迁移率及其压力效应》范文
《半导体异质结中的电子迁移率及其压力效应》篇一一、引言随着现代电子技术的飞速发展，半导体异质结因其独特的电子特性和应用潜力，已成为众多科研领域的研究热点。
在半导体异质结中，电子迁移率是一个重要的物理参数，它直接关系到器件的导电性能和响应速度。
同时，压力效应对半导体异质结的电子迁移率也有显著影响。
本文将详细探讨半导体异质结中的电子迁移率及其压力效应，以期为相关研究提供有益的参考。
二、半导体异质结概述半导体异质结是由两种不同材料组成的半导体结构，其界面处能带结构的不连续性使得电子和空穴的传输特性发生显著变化。
这种结构在光电器件、微电子器件等领域具有广泛的应用前景。
三、电子迁移率的基本概念及影响因素电子迁移率是指单位电场下单位时间内电子通过导体截面的数量，是衡量导体导电性能的重要参数。
在半导体异质结中，电子迁移率受到多种因素的影响，包括材料性质、能带结构、界面质量等。
其中，材料性质和能带结构对电子迁移率的影响尤为显著。
四、半导体异质结中的电子迁移率在半导体异质结中，由于界面处能带结构的不连续性，电子在传输过程中会受到散射和反射等作用，导致电子迁移率发生变化。
研究表明，通过优化材料性质和能带结构，可以有效提高半导体异质结的电子迁移率。
此外，界面质量也对电子迁移率产生重要影响，因此优化界面质量也是提高电子迁移率的关键手段。
五、压力效应对电子迁移率的影响压力效应对半导体异质结的电子迁移率具有显著影响。
随着压力的增加，半导体的能带结构发生变化，导致电子的传输特性发生改变。
研究表明，在一定的压力范围内，压力的增加可以提高电子迁移率。
这主要是因为压力可以减小晶格振动对电子的散射作用，从而降低散射速率。
然而，当压力超过一定范围时，由于能带结构的改变，电子迁移率可能会降低。
因此，在设计和制备半导体异质结器件时，需要考虑压力效应对电子迁移率的影响。
六、提高电子迁移率的途径及方法为了提高半导体异质结的电子迁移率，可以采取以下途径和方法：1. 选择具有优异材料性质的半导体材料和合适的能带结构；2. 优化界面质量，减少界面处的散射和反射；3. 利用压力效应优化器件结构，使电子在传输过程中受到的散射作用减小；4. 采用先进的制备工艺和设备，提高器件的制备质量和性能。
电导5.3
1.温度一定，氧分压的影响 当Ki>Ks时,电子缺陷较肖特基缺陷容易生成
（1）高氧分压区 2[ V
,, M
P>> 2 [ V
.. ] O
2 [
,, VM
] >> n
] + n = 2[ V .. ] + p O
,, VM
电中性条件: 2 [ p= 2 [ n = ki [ V .. ] O
] = p 由式1、2、3、4得：
…1 …2
1/2 O2
.+ Null = h
1 O = 2 2
pn = Ki
V
+ 2h + O 2[ V
.
× O
[
,, VM
] p2 = kp
…3 …4
,, M
] + n = 2[ V .. ] + p O
,, VM
四个方程求解，用p代换
[
] [ V .. ] O
n 互代化简得 0
2ks p 1/2 p4 + kp3 - kkip2 - 2k2 p 1/2 = O2 O2
电中性条件: n= p ] = (k/ki) p 1/2 O
2
[ V .. ] O
（3）低氧分压区 2[ V 电中性条件:
.. ] O
=
(kiks /k) p -1/2 O
2
>> P
.. ] O
n >> 2 [
p -1/6 O
2
,, VM
]
n = 2[ V
=
n = 2[ V
p=
.. ] O
(2kski2 /k)1/3
电子迁移率
电子迁移率
在电场下，力作用于自由电子，使电子朝电场的反向加速运动。
根据牛顿第二定律，自由电子应当一直被加速，电流随时间持续增大。
但我们知道电流到达一个定值后就不会增大，说明存在一个“摩擦力”反抗着电子的加速。
摩擦力来自晶格缺陷对电子的散射，包括杂质原子、空隙、间隙原子、位错甚至原子自身的热振动。
每个散射事件都使电子失去动能并改变运动方向。
在一定时间内，电子走过的路径不是其速率与时间的乘积，而是多次散射后走过的净长度。
电压越高，散射越频繁；时间越长，散射事件越多；截面积越大，散射频率越低，故电子运动的净路径与电压和时间成反比。
由此可定义出散射事件频率的物理量，称作电子迁移率μe。
zto 电子迁移率
zto 电子迁移率
zto 电子迁移率
电子迁移率是指物质所带电荷的移动速度。
它是物理概念，可用于测量物质中具有电荷的粒子移动和流动的速率，比如电子、离子等。
也可用于测量电荷在不同层次之间的传输或转移速率，如从液体到气体或从粗姆到金属等。
电子迁移率的技术细分为电容和导体。
电子迁移率的本质，就是根据电子移动的情况发现，在一定物理条件下，电子在某一时刻携带的电荷量与另一时刻相比会发生变化，这种电荷量的变化也会随时间和电源发生变化。
了解系统中的电子迁移率是一个非常重要的指标。
受到温度、压强等外部因素的影响，电子迁移率会发生一定程度的变化，一般电子迁移率随升温而减少，随降温而增加。
电容和导体的电子迁移率也不一样，电容的迁移率更快，而导体的迁移率更慢。
电子迁移率的研究和实际应用非常重要。
它为电学设备的整个设计和制造提供了基础和指导，使得设备的性能得以实现。
电子迁移率的研究也为电力系统的设计提供了重要的计算参数，便于电力系统的设计和调整，同时也为优化发电运行系统和维护设备提供了依据。
电子迁移率计算公式
电子迁移率计算公式
电子迁移率是指亲集性，吸引力和驱动力结合在一起的重要指标，它用来衡量消费者和用户在刚刚浏览而没有实际购买的情况下从当前网站向其他网站迁移的可能程度。
传统上，电子迁移率（EMR）通常反映了消费者看到产品、查看评论或价格等信息后，于其他网站购买同样产品的概率。
计算电子迁移率的公式通常表示为：EMR =（W-M）/ W * 100％，其中EMR表示电子迁移率，W表示参照站点的流量，M表示目标站点的流量。
根据该公式，可以计算出当消费者浏览某个网站时，最终前往其他网站的比例。
EMR可以准确衡量和分析消费者的行为，并以此来预知消费者的需求，同时进行有针对性的营销，给当前消费者带来更好的体验和最合适的商品信息。
因此，电子迁移率不仅对电子商务行业有着重要的意义，而且是留住客户的必要条件。
此外，电子迁移率的核心是用户体验，瑕疵的界面设计、缓慢的加载时间和重复的内容可能会导致用户流失，进而影响电子迁移率的变化。
因此，一个成功的电子商务网站应该在界面设计、产品丰富度和高效的物流服务上多加注意，以确保用户体验的质量，保持电子迁移率的稳定增长。
总之，电子迁移率是一个重要的参数。
它可以帮助互联网商家快速了解客户需求，针对性提供优质的产品体验和服务，从而提高客户的保留率和转化率，推动企业发展。
各类半导体的迁移率
各类半导体的迁移率半导体，听起来是不是有点儿高大上？说实话，它确实有点儿神秘，总让人觉得很难懂。
但咱们日常生活中就离不开它。
手机里、电视里、电脑里，甚至连你现在用的这个设备，都在用它。
而今天我们聊的，正是半导体的一项非常重要的特性——迁移率。
说得直接点，就是电子或者空穴在半导体里跑得有多快，能不能听到它们飞奔的声音！听起来是不是有点酷？其实它关系着我们每个设备的速度，影响着我们能不能快速打开网页，玩得溜的游戏。
好吧，先别急着走。
让我们从一个比较通俗的例子开始。
你有没有想过，为什么有些电子产品比其他的要“更聪明”或者“更快”？其实就是因为它们的半导体材料迁移率更高。
我们可以把半导体想象成一条长长的跑道，而电子就像是跑道上的小选手。
这个跑道上的环境，像是温度、杂质等因素，都会影响选手们的速度，选手本身的素质也非常重要。
比如，硅（Si）是常见的半导体材料之一，它就像是那种跑得稳、跑得快的好选手。
但如果选手是锗（Ge）或者砷化镓（GaAs），它们就像是那些天生腿长、跑得飞快的选手。
所以，有些半导体材料的迁移率自然比其他材料要高。
话说回来，迁移率其实并不是一个“静态”的概念。
它是一个能变的数字，受很多因素影响。
你可以把它当成是半导体性能的“调皮孩子”，它会随着温度的变化、外加电场的强度等因素不停变化。
比如说，当温度升高时，半导体里的原子开始摇晃，像是一个个捣蛋的小孩在做鬼脸，结果这些小家伙的搅局让电子的速度慢了下来，迁移率自然就降了。
所以，想要让电子跑得更快，我们就得让温度保持在一个合适的范围。
是不是有点像炖汤，火候太大或者太小，味道都不对。
讲到这里，大家可能会好奇，迁移率的高低跟我们平常用的电子设备到底有什么关系。
其实不小！如果迁移率低，那就意味着电子在材料中奔跑得慢，反应就会迟钝。
比如，你打开一个网页，等了半天才加载出来，或者你玩游戏时卡得像慢镜头，背后可能就是迁移率低在作祟。
而迁移率高的话，电子就能“飞快”地跑到需要它们的地方，设备就能更迅速地响应你的操作。
(完整word版)电子迁移率
电子迁移率：固体物理学中用于描述金属或半导体内部电子，在电场作用下移动快慢程度的物理量。
在半导体中，另一个类似的物理量称为空穴迁移率.人们常用载流子迁移率来指代半导体内部电子和空穴整体的运动快慢迁移率是指载流子(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）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。
导通特性：NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动），只要栅极电压达到4V 或10V就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）若一个CMOS反相器中的pFET和nFET尺寸相同，若Wn/Ln=Wp/Lp，则pFET和nFET电流大小取决于载流子迁移率Un/Up，一般情况下，Un〉Up，所以Tfall<Trise，相同尺寸条件下，上升速度比下降速度慢.在集成度不够高的情况下，由于电子与空穴迁移率的差别,具有相同驱动能力的PMOS的器件的面积可能是NMOS的2～3倍,器件的面积会影响到“导通”电阻、输入输出的电容。
“导通”电阻、输入输出电容会影响电路的延迟时间。
假设电路要求满足最小的驱动能力，PMOS器件面积是NMOS器件面积的2倍,与非门：延迟时间n输入的“与非门"的延迟时间为：4*N^2+N+1当NMOS的输入电容是“1”时，PMOS的输入电容是“2”，那么输出电容就是输入电容的2倍。
第3章 电子材料的电导(2)
电子迁移率与掺杂浓度和温度T的关系
低掺杂半导体：T↑,晶格振动↑， 晶格散射↑，τ↓，μ快速↓
中掺杂半导体:晶格散射为主, 杂质散射为辅，所以T↑ ,μ ↓缓慢
高掺杂半导体： T↑,晶格振动↑，晶格散射↑，τ↓，μ↓
T↑,载流子运动速度↑，杂质散射↓，τ↑，μ↑
两者抵消，μ随温度变化不大。
9
3.3.3 载流子浓度
33
价控型(不同价但同半径的元素掺杂使 某一元素的价发生变化)BaTiO3半导体 最大的特性是在材料的 正方相 → 立方相相变点（居里 点）附近，电阻率随温度上升发 生突变，增大了3~10个数量级。 施主掺杂的BaTiO3在居里温 度 Tc 附近，电阻随温度的升高 而急剧增大的现象,称为PTC效应。
mass ）
h : 普朗克常数 E :电子能量 k : 波矢 k 1
m计及晶格场对电子的影响，不一定等于 电子真实质量me 对多数导体：m me 半导体 & 绝缘体：m me
4
影响电子迁移率的因素
1）电子的有效质量
e
m
取决于晶体种类及结构。
2）平均自由运动时间(或松弛时间)
本征半导体 n0 p0 ( N C NV )
1/ 2
exp(
Eg 2kT
) ni
nq
ne e e nh e h
1/ 2 e( e h（ ) N C N D） exp( E g / 2kT )
ln ln 0 Eg / 2kT
纵轴 lnσ, 横轴1/T, 斜率 -Eg/2k , Eg越大σ对T越敏感,可以用来计 算禁带宽度Eg 随温度的升高，本征半导体的电阻率单调下降（电导率单调 19 增加）。
Microelectric phys 3
Semiconductor Devices Physics and Technology
载流子输运现象
2012,2,16
广东工业大学
半导体器件物理与工艺
载流子输运现象 1
本章内容
载流子漂移与扩散 产生与复合过程 连续性方程式 热电子发射、隧穿及强电场效应
广东工业大学物理与光电工程学院
广东工业大学物理与光电工程学院
半导体器件物理与工艺
载流子输运现象 9
载流子漂移
杂质散射： 杂质散射是当一个带电载流子经过一个电离的杂质时所引 起的。
由于库仑力的交互作用，带电载流子的路径会偏移。杂质 散射的几率视电离杂质的总浓度而定。
然而，与晶格散射不同的是，杂质散射在较高的温度下变 得不太重要。因为在较高的温度下，载流子移动较快，它们在 杂质原子附近停留的时间较短，有效的散射也因此而减少。由 杂质散射所造成的迁移率µ 理论上可视为随着T3/2/NT 而变化， I 其中NT为总杂质浓度。
1 3 2 mn vth kT 2 2
其中mn为电子的有效质量，而vth为平均热运动速度。 在室温下(300K)，上式中的电子热运动速度在硅晶及砷化镓中 约为107cm/s。
广东工业大学物理与光电工程学院 半导体器件物理与工艺
载流子输运现象 4
载流子漂移
半导体中的电子会在所有的方向做快速的移动，如图所示. 单一电子的热运动可视为与晶格原子、杂质原子及其他散射中心碰撞所引发 的一连串随机散射，在足够长的时间内，电子的随机运动将导致单一电子的 净位移为零。 平均自由程(mean free path)：
C F i V
引入静电势，其负梯度等于 电场 ，即 Ei d E 因此有： q dx
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电子迁移率:固体物理学中用于描述金属或半导体内部电子，在电场作用下移动快慢程度的物理量。
在半导体中，另一个类似的物理量称为空穴迁移率。
人们常用载流子迁移率来指代半导体内部电子和空穴整体的运动快慢
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)
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。
导通特性 :
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）
若一个CMOS反相器中的pFET和nFET尺寸相同，
若Wn/Ln=Wp/Lp, 则pFET和nFET电流大小取决于载流子迁移率Un/Up，一般情况下，Un〉Up，所以Tfall<Trise, 相同尺寸条件下，上升速度比下降速度慢.
在集成度不够高的情况下，由于电子与空穴迁移率的差别，具有相同驱动能力的PMOS的器件的面积可能是NMOS的2~3倍，器件的面积会影响到“导通”电阻、输入输出的电容。
“导通”电阻、输入输出电容会影响电路的延迟时间。
假设电路要求满足最小的驱动能力，PMOS器件面积是NMOS器件面积的2倍,
与非门:
延迟时间n输入的“与非门”的延迟时间为：4*N^2+N+1
当NMOS的输入电容是“1”时，PMOS的输入电容是“2”，那么输出电容就是输入电容的2倍。
Cin=N+2；Cout=4N^2+2N; T=4N^2+3N+2
或非门：
Cin=2N+1；Cout=8N^2-2N; T=8N^2+1
经过分析得出“与非”、“或非”电路的延迟时间不相同，
f=T(or)-T(and)=4*n^2-3*n-1，n>=2,对f求导，得到：8*n-3，所以f 函数“单调递增”，就是T(or)>T(and)。
在经过上面的分析，修正了延迟时间的计算公式，了解到“与非”、“或非”电路的延迟时间不再相同，“或非”电路的延迟时间大于“与非”的延迟时间。
“与非”、“或非”都是基础的逻辑门，所以在数字设计时，应该用对偶关系将电路进行转换，电路中能够采用“与非”门表示时，尽量采用“与非门”为基本逻辑门，这样可以减少延迟时间，提高电路的性能。