但是在不同温度下,起支配作用的散射机构就几种,所以根据各种散射机构的特点找出在各种温度下,起主要作用的散射机构很关键,下面就对各种散射机构进行讨论。
(1)电离杂质散射。势垒层中杂质离化后,留下了带电荷的电离杂质,对改变载流子迁移率,弛豫时间表示为:
从公式中可得出此散射的弛豫时间与T 无关,所以迁移率与T 也没有关系。
(2)晶格散射。声学波散射引起载流子的弛豫时间表达式:
从公式3-23可以看出,在其他值保持不变,声学波散射的弛豫时间与温度成1/T 比例,低温情况下,由声学波散射决定的载流子弛豫时间变大,则对应的载流子的迁移率增大,高温时,由声学波散射决定的载流子弛豫时间变小,则对应的载流子的迁移率降低。所以高温情况下考虑声学波散射是影响二维电子气迁移率降低的主要散射结构。(www.daowen.com)
极性光学波散射的迁移率计算公式:
从公式可以看到,在温度增大时,极性光学波散射的迁移率迅速减小,但是当低温情况下,迁移率的值变得很大。所以低温情况下,极性声学波散射不是限制载流子迁移率的主要散射机构。
(3)界面粗糙度散射。界面粗糙度散射对载流迁移率造成影响,对应载流子弛豫时间表达式:
从公式3-25可以看到,界面粗糙度散射使得载流子迁移率降低,但是这种散射机制与温度没有关系,而只与半导体材料界面的平整度有关。
图3.13 InAs/AlSb HEMT 各种散射机构与温度T 的关系
从图3.13是InAs/AlSb量子阱中载流子在不同温度下各种散射机构的影响。温度在低于70K,载流子的迁移率主要由电离杂质散射和界面粗糙度散射决定,温度升高并大于70K 后,载流子迁移率主要受到声学波散射机制的影响,声学波散射受温度变化影响较大。温度继续升高,高温时,极性光学波散射是影响载流子迁移率的主要散射机构。
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