在半导体物理中电子的迁移率与哪些因素有关

在半导体物理中电子的迁移率与哪些因素有关？迁移率和单位载流子的电荷量、载流子的平均自由时间和载流子有效质量有关。迁移率=电荷量乘自由时间×有效质量。平均自由时间是指载流子受晶格两次散射中间的时间,即外电场下自由加速的时间。迁移率是单位电场强度下所产生的载流子平均漂移速度。迁移率代表了载流子导电能力的大小，它和载流子（电子或空穴）浓度决定了半导体的电导率。迁移率与载流子的有效质量和散射概率成反比。载流子的有效质量与材料有关，不同的半导体中电子有不同的有效质量。如硅中电子的有效质量为0.5m0（m0是自由电子质量），砷化镓中电子的有效质量为0.07m0。空穴分重空穴和轻空穴，它们具有与电子不同的有效质量。半导体中载流子在低温下主要受到缺陷和杂质的散射，高温下主要受到由原子晶格振动产生的声子的散射。散射越强，迁移率越低。

液晶面板都可以划分为非晶硅与多晶硅 (Poly-Si) 两大类，它们最大的差距在于一项特性——电子迁移率。多晶硅的分子结构排列状态是整齐而有方向性的，像平整的路面可以开客车，而非晶硅则杂乱无章像崎岖山路，只能让人通行。理论上多晶硅的电子迁移率要比非晶硅快200-300倍。

液晶面板的每一个像素都由薄膜晶体管组成电路来单独控制的，这个电路被集成在每个像素中。

电子迁移率越高，电路就可以做的越小，像素的开口率越大，“开口”顾名思义就是像素显像的部分没有被遮挡，有效显示面积越大，单个像素体积也就能做的越小。

在笔记本、手机屏幕上，可以集成的像素点也越多，从而实现更高分辨率。同时，由于电路变小了，透光率高，耗电也随之降低了。

以前的手机和笔记本分辨率做不高、屏幕做不薄、边框做不窄，归根结底是电子迁移率导致开口率不大导致的。

为了改善非晶硅电子迁移率低的问题，夏普等厂家推出了IGZO技术，改善了非晶硅的电子迁移率低的问题，不过，电子迁移率依然只有LTPS的1/2，甚至更低。

扩展资料：

影响电子迁移率的因素：

1、晶格散射

半导体晶体中规则排列的晶格，在其晶格点阵附近产生热振动，称为晶格振动。由于这种晶格振动引起的散射叫做晶格散射。温度越高，晶格振动越强，对载流子的晶格散射也将增强。在低掺杂半导体中，迁移率随温度升高而大幅度下降的原因就在于此。

2、电离杂质散射

杂质原子和晶格缺陷都可以对载流子产生一定的散射作用。但最重要的是由电离杂质产生的正负电中心对载流子有吸引或排斥作用，当载流子经过带电中心附近，就会发生散射作用。

电离杂质散射的影响与掺杂浓度有关。掺杂越多，教流子和电离杂质相遇而被散射的机会也就越多。

电离杂质散射的强弱也和温度有关。温度越高，载流子运动速度越大，因而对于同样的吸引和排斥作用所受影响相对就越小，散射作用越弱。这和晶格散射情况是相反的，所以在高掺杂时，由于电离杂质散射随温度变化的趋势与晶格散射相反，因此迁移率随温度变化较小。

参考资料来源：百度百科-电子迁移率

参考资料来源：百度百科-多晶硅

参考资料来源：百度百科-非晶硅

温度.导体在任何温度下,都将遵从 热平衡条件：np=ni2.因此多数载流子与少数载流子是相互制约着的.多数载流子主要来自于掺杂,而少数载流子都来自于本征激发（属于本征载流子）.当通过掺杂、增大多数载流子浓度时,则多数载流子与少数载流子相互复合的机会增加,将使得少数载流子浓度减小；当升高温度,少数载流子浓度将指数式增大,并且它与多数载流子相互复合的机会也增加,仍然维持着热平衡关系.在温度不是很高时,增加的本征载流子浓度将远小于掺杂所提供的多数载流子浓度,因此对于多数载流子而言,可以认为其浓度基本上就等于掺杂浓度,与温度的关系不大.当然,在温度高到使得本征载流子浓度增大到等于或大于多数载流子浓度时,就变成以本征载流子导电为主的半导体了,即为本征半导体,这时掺杂的贡献即可忽略了.

---