ch4. 캐리어 표동 및 확산

 

모빌리티 특징별 그래프를 확인해 보자

우선 이 그림을 보면 도핑 정도가 커질 수록 전기장이 더 커져야 포화영역에 도달하게 된다.

즉 모빌리티가 더 작아지게 되는데 그 이유는 산란에 의한 영향이 크다.

 그렇다면 온도에 따른 영향은 어떨까? 왼쪽그림의 경우 실리콘을 기준으로 보았으며 온도를 300k로 일정하게 두고 도핑정도면 바꾼경우 도핑농도가 높을수록 모빌리티가 감소하는 것을 보았다. 

오른쪽 그림의 경우 온도가 증가함에 따라 모빌리티가 감소한다. 이는 온도가 증가하면 서로 움직임이 활발해지지만  산란의 형향이 더 크기 때문에 이온화 scattering이 더 크므로 막상 표류 속도는 감소하여 모빌리티가 감소 되는 것이다. 

그렇다면 빨간 동그라미 부분을 보자 이 부분은 매우 낮은 온도에서 200~300k까지

올라가는 구간에서는 모빌리티가 증가하는 것을 볼 수 있다. 이는 낮은 온도에 있는 경우

도핑정도가 많든 적든 입자의 움직임이 거의 멈추어 이온화 되지 않은 상태이다. 그리고 일정온도에 도달하면

이온화가 되면서 전자와 정공의 움직임이 활성화 되기 때문에 증가하는 모습을 볼 수 있다.

여기서 우리가 이론적으로 알게될 모빌리티의 경우 도핑정도를 10^15~10^16일때 사이의 모빌리티를 사용하게 된다.

위의 그래프를 활용하여 아래 문제를 풀어보자

이제 선행적인 정보를 통해 아인슈타인 방정식의 결론을 내보면