Физические основы микроэлектроники, конспект лекций, страница 14

Таким образом, дрейфовая скорость в слабых полях оказывается пропорциональной  напряжённости поля :

                                                           Vд = Un*E  .                                   (3.3)


Коэффициент пропорциональности называется подвижностью носителей :

которая представляет собой скорость, получаемую зарядом под действием  единичного поля. Размерность подвижности – м2/(В*с).

         Двигаясь со средней скоростью Vд , носители заряда за время tсв проходят путь, равный длине свободного пробега :


                                                         lсв = Vд*tсв   ,                                      (3.5)


откуда следует :

На  подвижность  большое  влияние  оказывает механизм рассеяния носителей.

Основными  механизмами  рассеяния  носителей являются рассеяние на тепловых колебаниях решётки (фононах) и рассеяние на примесях (ионизированных и неионизированных).

         В области низких температур, когда  колебания решётки  незначительны, основную роль играет рассеяние на ионизированных примесях. Как показывает расчёт [10] , в этом случае

                  Un ~ Nпр-1*а*Т3/2 *[ln(1+b*T2)]-1 ,                                (3.7)

где  Nпр -  концетрация примесей ;

       а , b -  постоянные, определяемые материалом.

Как  видно  из  (3.7),  с  увеличением температуры увеличивается подвижность.

Однако,  при  постоянной  температуре подвижность уменьшается при увеличении  Nпр , так как при этом усиливается эффект рассеяния.

         В области высоких температур рассеяние происходит, в основном, на тепловых  колебаниях  решётки  (фононах),  которые  усиливаются  с увеличением температуры. В этом случае :

                                      Un ~ b1*T-3/2  ,                                                  (3.8)

uде  b1 – постоянная,  определяемая  материалом.  Следовательно,  подвижность при рассеянии на тепловых колебаниях уменьшается с ростом температуры.

                            

                           Un   const     

                                                 ~Т-5                            б)      

                                      а)