모빌리티 Mobility

모빌리티 한국말로는 이동도라고 합니다.

모빌리티에 영향을 주는건 크게 두가지 요인으로 볼 수 있습니다.

Scattering(온도가 많은 영향을 줍니다.), 도핑 농도

온도와 도핑 농도라고 볼 수도 있고 산란도(Scattering)와 도핑 농도라고도 볼수 있죠.

먼저 Scattering부터 보겠습니다. 

1. Lattice Scattering(격자 산란)

온도↑ -> 실리콘 원자의 진동 ↑ -> 충돌 ↑-> 격자 산란 ↑ -> 이동도 ↓

2. Ionized Impurity Scattering(불순물 산란) 

온도 ↓ -> 캐리어 열적운동 ↓ -> 불순물 원자와 캐리어의 상호작용 ↑ -> 불순물 산란 ↑ -> 이동도 ↓ 

이런 관계라면 격자 산란과 불순물 산란은 온도에 따른 반대의 관계를 가지게 됩니다.

최종적인 온도에 따른 이동도 관계입니다.

비교적 저온에서는 불순물 산란이 지배적이고 고온에서는 격자 산란이 지배적입니다.

 

도핑농도

그렇다면 도핑농도에 따른 모빌리티는 어떨까요?

일단 도핑농도가 증가하면 모빌리티는 감소합니다.

그만큼 장애물이 많아지기 때문이겠지요.

여기서 추가로 저항을 생각해보겠습니다.

저항도 도핑농도와 반비례 관계를 가지고 있습니다.

그렇다면 도핑농도가 10000배 변하면 저항이 1/10000배 될까요??

정답은 1/1000배 되는 것입니다. 여기서 왜 10배가 덜 변할까요?

바로 모빌리티가 추가적으로 저항에 영향을 주기 때문입니다.

비저항 공식입니다. 도핑 농도가 10000배되고 이에 따른 이동도가 1/10배가 변해

결과적으로 저항은 1/1000배가 되는겁니다.

 

농도, 온도에 따른 전체적인 모빌리티 그래프입니다.