半導(dǎo)體的電阻率介于金屬和絕緣體之間:室溫時(shí)約在1mΩ·cm~1GΩ·cm之間(上限按謝嘉奎《電子線路》取值,還有取其1/10或10倍的)。

中文名

半導(dǎo)體電阻率

外文名

Semiconductor resistivity

拼音

bàn dǎo tǐ diàn zǔ lǜ

定義

半導(dǎo)體的電阻率介于金屬和絕緣體之間

類型

電子

室溫

1mΩ·cm~1GΩ·cm之間

電阻率范圍

間于金屬和絕緣體之間

晶向

電阻率與晶向有關(guān)。

對(duì)于各向異性的晶體,電導(dǎo)率是一個(gè)二階張量,共有27個(gè)分量。

特別的,對(duì)于Si之類的具有立方對(duì)稱性的晶體,電導(dǎo)率可以簡(jiǎn)化為一個(gè)標(biāo)量的常數(shù)(其他二階張量的物理量都是如此)。

載流子

電阻率的大小決定于半導(dǎo)體載流子濃度n和載流子遷移率μ:ρ=1/ nqμ。

對(duì)于摻雜濃度不均勻的擴(kuò)散區(qū)的情況,往往采用平均電導(dǎo)率的概念;在不同的擴(kuò)散濃度分布(例如高斯分布或余誤差分布等)情況下,已經(jīng)作出了平均電導(dǎo)率與擴(kuò)散雜質(zhì)表面濃度之間的關(guān)系曲線,可供查用。

溫度

決定電阻率溫度關(guān)系的主要因素是載流子濃度和遷移率隨溫度的變化關(guān)系。

在低溫下

由于載流子濃度指數(shù)式增大(施主或受主雜質(zhì)不斷電離),而遷移率也是增大的(電離雜質(zhì)散射作用減弱之故),所以這時(shí)電阻率隨著溫度的升高而下降。

在室溫下

由于施主或受主雜質(zhì)已經(jīng)完全電離,則載流子濃度不變,但遷移率將隨著溫度的升高而降低(晶格振動(dòng)加劇,導(dǎo)致聲子散射增強(qiáng)所致),所以電阻率將隨著溫度的升高而增大。

在高溫下

這時(shí)本征激發(fā)開始起作用,載流子濃度將指數(shù)式地很快增大,雖然這時(shí)遷移率仍然隨著溫度的升高而降低(晶格振動(dòng)散射散射越來越強(qiáng)),但是這種遷移率降低的作用不如載流子濃度增大的強(qiáng),所以總的效果是電阻率隨著溫度的升高而下降。

本征激發(fā)溫度

半導(dǎo)體開始本征激發(fā)起重要作用的溫度,也就是電阻率很快降低的溫度,該溫度往往就是所有以pn結(jié)作為工作基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件的最高工作溫度(因?yàn)樵谠摐囟认拢琾n結(jié)即不再存在);該溫度的高低與半導(dǎo)體的摻雜濃度有關(guān),摻雜濃度越高,因?yàn)槎鄶?shù)載流子濃度越大,則本征激發(fā)起重要作用的溫度——半導(dǎo)體器件的最高工作溫度也就越高。所以,若要求半導(dǎo)體器件的溫度穩(wěn)定性越高,其摻雜濃度就應(yīng)該越大。