Учебно-методический комплекс Для управления электрическими свойствами полупроводников в них специально вводят примеси

Классификация веществ

Материалы
Проводники	Полупроводники	Диэлектрики

Насыщение дрейфовой скорости в сильных электрических полях

• Существует несколько механизмов рассеяния энергии свободных носителей заряда. Для полупроводников наиболее важные два: рассеяние в результате взаимодействия с колебаниями решетки (решеточное рассеяние) и рассеяние в результате взаимодействия с ионизованной примесью.
• Рассеяние – мгновенные события, внезапно меняющие скорость электронов. По теории Друде (1900 г.) рассеяние на самих электронах не является важным! Экспериментальные исследования температурной зависимости подвижности показывают, что при низких температурах преобладает рассеяние на ионах примеси, а при более высоких – рассеяние на тепловых колебаниях решетки.

Подвижность носителей заряда

Рассеяние на ионах примеси

• Подобно тому, как электромагнитное поле излучения можно трактовать как набор световых квантов – фотонов, поле упругих колебаний, заполняющих кристалл, можно считать совокупностью квантов нормальных колебаний решетки – фононов.
• Фонон (термин введен И.Е. Таммом) – квант колебаний атомов кристаллической решетки.

Рассеяние на колебаниях решетки

• При одновременном действии нескольких механизмов рассеяния для расчета подвижности можно воспользоваться понятием эффективной подвижности носителей.

Зависимость подвижности электронов и дырок от концентрации легирующей примеси

Зависимость подвижности носителей заряда от обратной температуры при различных концентрациях примеси

• Поскольку в собственном полупроводнике отсутствуют примеси, рассеяние электронов и дырок в нем должно происходить только на тепловых колебаниях решетки, т.е. в собственных кристаллах значение подвижности носителей заряда должно быть максимальным