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《纤锌矿型GaN电子迁移率的计算_杨燕》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2005年8月西安电子科技大学学报(自然科学版)Aug.2005第32卷第4期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVo.l32No.4纤锌矿型GaN电子迁移率的计算杨燕,郝跃(西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,陕西西安710071)摘要:考虑了对纤锌矿型氮化镓低场电子输运影响最为显著的4种散射机制———电离杂质散射,极化光学波散射,声学波压电散射和声学声子形变势散射的单个平均动量驰豫时间,采用Mattiessen'srule计算了不同补偿率以及不同载流子浓度条件下,氮
2、化镓电子漂移迁移率,霍耳因子以及霍耳迁移率随温度的变化.计算表明,温度小于200K时总霍耳因子随温度的增加而增加,200K时达到峰值1.22,温度大于200K后霍耳因子则随着温度的增大而减小.此外,在包括室温在内的较高温度下,极化光学波散射对电子迁移率的变化起决定作用.温度较低时,声学波压电散射对电子迁移率的影响较大.关键词:氮化镓;电子漂移迁移率;霍耳因子;霍耳迁移率;补偿率+中图分类号:TN304.23文献标识码:A文章编号:1001-2400(2005)04-0513-05Thecalculati
3、onofelectronmobilityinGaNYANGYan,HAOYue(TheMinistryofEdu.KeyLab.ofWideBand-GapSemiconductorMaterialsandDevices,XidianUniv.,Xi′an710071,China)Abstract:Driftelectronmobility,theHallfactorandHallmobilityinGaNarecalculatedaccordingtoMattiessen'sruleasafuncti
4、onoftemperatureforcarrierconcentrationswiththecompensationrationasaparameteronthebasisoftakingintoaccounttheindividualaveragescatteringmomentumrelaxationtimeoffourscatteringmechanisms,namely,ionizedimpurityscattering,polarmodeopticalscattering,acousticpi
5、ezoelectricscatteringandacousticphonondeformationpotentialscatteringwhichhaveaneffectonelectronmobilityofGaN.Theresultsshowthatthetotalhallfactorincreaseswiththetemperaturebelow200Kanddecreasesabove200K.Themaximumhallfactorobtainedis1.22at200K.Inaddition
6、,thepolarmodeopticalscatteringplaysadominantroleinelectronmobilityforroomtemperatureandabove.Theacousticphonondeformationpotentialscatteringisalsoimportantatlowertemperatures.KeyWords:GaN;electrondriftmobility;Hallfactor;Hallmobility;compensationratio宽禁带
7、半导体材料氮化镓(GaN)由于具有宽的带隙、高的饱和漂移速度以及高的电子迁移率而在电学和[1～4]光学器件的应用方面具有极大潜力.笔者从理论的角度对纤锌矿型GaN的低场电子输运特性进行了研究,采用简单的解析方法计算了不同温度、施主浓度和补偿率条件下GaN的电子迁移率,给出了不同散射机制对于GaN电子迁移率的影响,并分析了不同散射机制所确定的霍耳散射因子与电子霍耳迁移率的关系.1计算方法笔者考虑了对GaN低场电子输运影响最为显著的电离杂质散射、极性光学波散射、声学波压电散射和声学声子形变势散射.由半导体物
8、理的知识可知,当采用动量驰豫时间近似时,单个散射机制对应的电子漂[5]移迁移率为收稿日期:2004-08-22基金项目:国家重大基础研究(973)项目(2002CB311904);国家部委预先研究项目(41308060106)作者简介:杨燕(1979-),女,西安电子科技大学博士研究生.514西安电子科技大学学报(自然科学版)第32卷iμi=q<τm>m/,(1)i其中<τm>是第i个散射过程的平均动量弛豫时间,可以表示为∞∞<τii3/2
