固體物理--半導(dǎo)體晶體 8.3 本征載流子濃度

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1、在半導(dǎo)體物理中，化學(xué)勢(shì)m稱為費(fèi)米能級(jí)。在感興趣的溫度范圍內(nèi)，對(duì)半導(dǎo)體的導(dǎo)帶可以假定e-m>>kBT，于是當(dāng)fe<<1時(shí)，上式近似于傳導(dǎo)電子軌道被占據(jù)的概率導(dǎo)帶中電子的能量帶邊能量電子的有效質(zhì)量1統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)的能量標(biāo)度圖溫度kBT<>kBT如果價(jià)帶頂附近的空穴的行為如同有效質(zhì)量為mh的粒子，則空穴的態(tài)密度為價(jià)帶邊的能量4價(jià)帶中空穴的濃度為平衡關(guān)系式上述推導(dǎo)過(guò)程沒有假定材料是本征的，該結(jié)果對(duì)存在雜質(zhì)的情況同樣成立。唯一假設(shè)是費(fèi)

2、米能級(jí)離兩個(gè)帶邊的距離同kBT相比是大的不依賴于費(fèi)米能級(jí)5因?yàn)榻o定溫度下電子和空穴的濃度之乘積是一不依賴于雜質(zhì)濃度的常數(shù)，因此引入少量適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)而使n增大，那么必定會(huì)使p較小該結(jié)果在實(shí)踐中很重要：通過(guò)有控制地引入適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)，可以減少非純晶體內(nèi)的總載流子濃度n+p。6在本征半導(dǎo)體中，電子的數(shù)目等于空穴的數(shù)目。令下表i表示本征，則上兩式相等，并讓費(fèi)米能級(jí)從價(jià)帶頂開始量度(Ev=0)，則費(fèi)米能級(jí)位于帶隙中央指數(shù)依賴于78.3.1本征遷移率遷移率是單位電場(chǎng)強(qiáng)度引起的帶電載流子漂移速度的大小電子和空穴的遷移率都定義為正的，記為me和mh注意和化學(xué)勢(shì)的區(qū)別電導(dǎo)率是電

3、子和空穴的貢獻(xiàn)之和由電荷q的漂移速度v=qtE/m，得遷移率以適當(dāng)冪次律隨溫度變化8