La movilidad de los portadores se usa a menudo para referirse al movimiento general de electrones y huecos en los semiconductores. La movilidad se refiere a la velocidad de deriva promedio de los portadores (electrones y huecos) bajo la acción de un campo eléctrico unitario. Esa es una medida de la velocidad del movimiento de los transportadores bajo la acción de un campo eléctrico, cuanto más rápido el movimiento, mayor la movilidad; cuanto más lento es el movimiento, menor es la movilidad. En el mismo material semiconductor, los tipos de portadores son diferentes y la movilidad es diferente. Generalmente, la movilidad de los electrones es mayor que la de los huecos. Por ejemplo, a temperatura ambiente, la movilidad de los electrones en el material de silicio ligeramente dopado es de 1350 cm.²/(VS), mientras que la movilidad de los agujeros es de solo 480cm²/(VS).PAM-XIAMENpuede probar la movilidad del portador en las obleas de semiconductores que se ofrecen.

1. ¿Cómo afecta la movilidad al dispositivo?

Por un lado, la concentración de portadores en conjunto determina el tamaño de la conductividad (recíproca de la resistividad) del material semiconductor. Cuanto mayor sea la movilidad, menor será la resistividad, menor será el consumo de energía y mayor será la capacidad de carga de corriente cuando pasa la misma corriente. Dado que la movilidad de los electrones suele ser mayor que la de los huecos, los MOSFET de potencia suelen utilizar siempre una estructura de canal n en la que los electrones se utilizan como portadores, en lugar de una estructura de canal p en la que los huecos se utilizan como portadores.

Por otro lado, afectará la frecuencia de funcionamiento del dispositivo. La limitación más importante de las características de respuesta de frecuencia de los transistores bipolares es el tiempo que tardan los portadores minoritarios en transitar por la región base. Cuanto mayor sea la movilidad, menor será el tiempo de tránsito requerido, y la frecuencia de corte del transistor es proporcional a la movilidad de la portadora del material base. Por lo tanto, aumentar la movilidad del operador puede reducir el consumo de energía y mejorar la capacidad de carga actual del dispositivo. Al mismo tiempo, se mejora la velocidad de conmutación del transistor. En términos generales, la movilidad de los semiconductores de tipo P es de 1/3 a 1/2 de la de los semiconductores de tipo N.

2. ¿Cómo medir la movilidad de portadores de obleas de semiconductores?

Podemos usar los siguientes métodos para medir la movilidad del portador:

• Método de tiempo de tránsito (TOP): adecuado para la medición de la movilidad del portador de materiales con una mejor función de portador fotogenerado y puede medir la baja movilidad de los materiales orgánicos;
• Método de efecto Hall: adecuado para la medición de la movilidad del portador de semiconductores inorgánicos más grandes;
• Método de conductividad inducida por radiación (SIC): ideal para materiales conductores en los que el mecanismo de conducción tiene una carga espacial limitada.
• Método característico de corriente-voltaje: principalmente aplicable a la medición de la movilidad del portador de la capa de inversión del MOSFET que opera a temperatura ambiente;
• Método de transmisión de ondas superficiales;
• método de caída de voltaje;
• El método de inversión de polaridad del campo eléctrico aplicado;

Además, los experimentos de deriva, el análisis de la difusión de iones y el análisis de la respuesta transitoria de la polarización y la carga de la corriente piroeléctrica también se pueden utilizar para medir la movilidad de los portadores.

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