silicon wafer 电阻率与掺杂 关系
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问题1:请问片子的体电阻与其硼的掺杂量有什么关系呢而且为什么电阻率越高的片子他的开路电压越低呢?杂质浓度与体电阻是反向相关的但不是线性相关的关系因为掺杂浓度到一定量后,载流子的迁移率会下降杂质浓度与体电阻是反向相关的我来说一下,不知道正不正确电阻率=1/(q*u*NA),q是单位电荷,u是载流子迁移率,NA是掺杂浓度,基区的掺杂浓度对短路电流和开路电压的影响是相反的,掺杂浓度越大,载流子的迁移率越低,因而少子的扩散系数越低,少子的寿命也降低,因此,掺杂浓度越大,短路电流越小;而对开路电压而言,有一个公式表明掺杂浓度越高,反向饱和电流越小,从而开路电压越大补充下:VOC和半导体的Eg呈正比关系。
掺杂质越多,体内复合越大。
低电阻率有助于提高开压,高电阻率又有助于提高短路电流,两者最好匹配大概为电阻率在1—-3!电阻率的范围越窄越好,高电阻和低电阻都可以把效率做高,主要是稳定均匀,在扩散时容易做出较平整的PN结,电阻高了少子在通过结区时会少一些复合,但PN结会比较很难做的完好,电阻低了少子寿命会短一些,但PN结会做的很平整,电阻率的高低不是主要的,主要是有相应的工艺去与之配套,想有稳定的工艺就的有稳定的电阻率。
一般电池片硅片电阻率是以10为分界线小于10 越小,V oc,FF越大,短路电流会有所下降.但不明显,所以总功率是变大的.理论计算得出在0.3--0.5电池片的效率是最佳.当小于0.3进一步减小,Isc迅速下降,是因为少子变小的原因.当电阻率大于10进一步加大V oc,FF下降,短路电流不变.问题2:最近出来几个锭,电阻率都大于10了,同时寿命也高的离奇,顶部反型。
谁知道这是什么原因吗?请不吝赐教,谢谢了。
这个问题我想我可以回答。
1、顶部反型,可以说明料里面基磷多、原料电阻率应该是比较低的。
即使掺入合金什么的,由于和硼的相互补偿,多余的电子和空穴进行复合,形成载流子的电子就少了,所以显示电阻率高。
4.3 电阻率与杂质浓度和温度的关系半导体的电导率:n pnq pq σμμ=+载流子浓度迁移率与杂质浓度和温度有关与杂质浓度和温度有关√1. 迁移率与杂质浓度和温度的关系载流子在电场中作漂移运动时,只有连续两次散射之间的时间内作加速运动,这段时间称为自由时间,多次自由时间的平均值,称为载流子的平均自由时间 。
1Pτ=n 平均自由时间等于散射几率的倒数。
τ(1)平均自由时间dv Eμ=(2)迁移率与平均自由时间的关系d n nqv =Em τ*-可以推导出:电子的迁移率:*nnn m q τμ=空穴的迁移率: *pp pm q τμ= n 型: p 型:*pp2*n n2p n m pq m nq pq nq ττμμσ+=+=*n n2n m nq nq τμσ==*pp 2p m pq nq τμσ==半导体材料的电导率为:对于实际的半导体材料, 要用电导有效质量代替式中的有效质量。
**l tncnl t3m m m m 2m m ==+电子的电导有效质量:空穴的电导有效质量:()()()()21212323l h lh *cp m m m m m ++=横向有效质量纵向有效质量轻空穴有效质量重空穴有效质量m *cn m*cpGe 0.12m 00.26m 0 Si 0.26m 00.39m 0GaAs0.068m 0(下能谷) 0.50m 0若平均自由时间相同,则:>=*nnn m q τμ*p p p m q τμ=<<<(3)迁移率与杂质浓度和温度的关系312i iN Tμ-∝32s Tμ-∝001l k Teωμ⎛⎫∝- ⎪ ⎪⎝⎭光学波散射:32i i P N T-∝32s P T∝0101l k TP eω-⎛⎫∝- ⎪ ⎪⎝⎭电离杂质散射:声学波散射:1Pμτ∝∝一般情况下,几种散射机构同时存在时:⋅⋅⋅+++=321P P P P 12312311111iiP P P P τττττ==+++⋅⋅⋅=+++⋅⋅⋅=∑12311111iiμμμμμ=+++⋅⋅⋅=∑多种散射机构同时存在时,其总的散射几率增大了,而平均自由时间则更短了,载流子的迁移率也更小了。
半导体硅片行业分析1硅晶圆是重要的半导体材料,规模超百亿美元硅晶圆是需求量最大的半导体材料半导体材料是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间)、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料,是半导体工业的基础。
半导体材料的研究始于19世纪,至今已发展至第四代半导体材料,各个代际半导体材料之间互相补充。
第一代半导体:以硅(Si)、锗(Ge)等为代表,是由单一元素构成的元素半导体材料。
硅半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现和整个信息产业的飞跃。
第二代半导体:以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等为代表,也包括三元化合物半导体,如GaAsAl、GaAsP,还包括一些固溶体半导体、非静态半导体等。
随着以光通信为基础的信息高速公路的崛起和社会信息化的发展,第二代半导体材料显示出其优越性,砷化镓和磷化铟半导体激光器成为光通信系统中的关键器件,同时砷化镓高速器件也开拓了光纤及移动通信的新产业。
第三代半导体:以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)为代表的宽禁带半导体材料。
具备高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及抗强辐射能力等优异性能,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件,在半导体照明、新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景。
第四代半导体:以氧化镓(Ga2O3)、金刚石(C)、氮化铝(AlN)为代表的超宽禁带半导体材料,禁带宽度超过4eV;以及以锑化物(GaSb、InSb)为代表的超窄禁带半导体材料。
超宽禁带材料凭借其比第三代半导体材料更宽的禁带,在高频功率器件领域有更突出的特性优势;超窄禁带材料由于易激发、迁移率高,主要用于探测器、激光器等器件的应用中。
硅材料制造全球绝大部分的半导体产品,也是占比最大的半导体制造材料。
在1950年代初期,锗是主要的半导体材料。
但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差,到1960年代逐渐被硅材料取代。