半导体位错会显著影响半导体材料的载流子迁移率,这是因为它破坏了晶体的长程有序性并引入局部的电荷与应力场。
在理想晶体中,载流子的运动主要受声子散射和杂质散射的限制,而位错的存在使得这种有序结构被局部扭曲,原子排列发生偏移,从而产生弹性应力场,让载流子在通过时发生轨迹偏转,增加了散射概率。
如果位错核心带电,还会在材料中形成长程库仑势场,导致额外的库仑散射作用,使迁移率进一步降低。
此外,位错常常在带隙中引入深能级,这些能级会充当非辐射复合中心,加速载流子的复合过程,缩短寿命并间接影响迁移率。
对于位错密度较低的硅材料,这种影响可能不显著,但在宽禁带化合物半导体中,高密度位错会导致迁移率急剧下降,成为限制器件性能的关键因素。
因此,控制和降低位错密度是提升载流子迁移率和器件性能的重要手段。
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