载流子浓度多少

载流子浓度是半导体材料中决定导电性能的关键参数，其核心特性及影响因素如下：

一、定义与基本特性

定义

每立方厘米半导体中载流子（电子或空穴）的数目，单位为原子/cm³。在 本征半导体 中，电子浓度与空穴浓度相等，该浓度即为载流子浓度。

类型区分

n型半导体 ：多数载流子为电子，少数载流子为空穴；

p型半导体 ：多数载流子为空穴，少数载流子为电子。

二、影响因素

掺杂浓度

低浓度（>10¹⁶/cm³） ：杂质几乎完全电离，载流子浓度与杂质浓度近似成反比，电阻率随浓度降低；

高浓度（≥10¹⁶/cm³） ：杂质电离率下降，迁移率因散射效应显着降低，导致电阻率变化不再线性。

温度

低温时本征载流子浓度随温度升高而增加，迁移率下降；

高浓度杂质时，迁移率下降趋势平缓。

三、测量方法

电化学法 （CSEP2200）：通过电容-电压（C-V）测量技术自动测试载流子浓度分布；

Raman光谱法 ：通过声子与载流子耦合特征峰位变化定量计算浓度，适用于10¹⁷-10²⁰ cm⁻³范围；

霍尔效应 ：通过测量霍尔电压计算载流子浓度和类型。

四、应用与调控

工艺控制 ：通过控制三价/五价掺杂原子浓度调节载流子浓度，实现半导体性能优化（如热电材料）；

器件设计 ：载流子浓度直接影响半导体器件的导电性、迁移率等关键参数。

总结 ：载流子浓度是半导体导电性的核心决定因素，其浓度、类型及分布需通过多种方法精确测量，并通过掺杂工艺进行调控以满足不同应用需求。