硅的低温电学性质

本文在20°—300°K研究了室温载流子浓度2×10¹²—1×10²⁰cm^-3含硼或磷(砷)Si的电学性质。对一些p-Si样品用弱场横向磁阻法及杂质激活能法进行了补偿度的测定,并进行了比较。从霍尔系数与温度关系的分析指出,对于较纯样品,硼受主能级的电离能为0.045eV,磷施主能级为0.045eV,在载流子浓度为10¹⁸—10¹⁹cm^-3时发现了费米简并,对载流子浓度为2×10¹⁷—1×10¹⁸cm^-3的p-Si及5×10¹⁷—4×10¹⁸cm^-3的n-Si观察到了杂质电导行为。从霍尔系数与电导率计算了非本征的霍尔迁移率。在100°—300°K间,晶格散射迁移率μ满足关系式AT^-a,其中A=2.1×10⁹,α=2.7(对空穴);或A=1.2×10⁸,α=2.0(对电子)。另外,根据我们的材料(载流子浓度在5×10¹¹—5×10²⁰cm^-3间),分别建立了一条电阻率与载流子浓度及电阻率与迁移率的关系曲线,以提供制备材料时参考之用。