低温化でのキャリアとトランジスタ動作の関係

質問

こんにちは。半導体デバイスについて勉強しているものです。

低温化でトランジスタ(FET)の特性が良くなる。(相互コンダクタンスや飽和電流値などが良くなる。)というのを目にしました。
これは低温故に格子散乱が減少し、平均自由行程が伸びてることに起因しているような気がするので、そうなのかなぁ。と思っています。
一方、キャリア供給源であるドナー準位やアクセプタ準位からは低温故にキャリアが励起せず、生まれないイメージがあります。(ドナー準位は伝導帯下端から10meVだとして、7Kだったら熱エネルギーが0.56ｍeVくらいですよね。)キャリアがいないとトランジスタの性能は悪くなる気がするのですが、これはいったいなぜなのでしょうか？

1.低温化でFETの特性が良くなる理由
2.低温化でもキャリアがある(減らない？)理由

に関してお聞きしたいです。お願いいたします。

回答No.1

leo-ultra

大学院の時に、半導体物理学の研究室に所属していました。
ですから、デバイスはよくわかりませんので、はずれたことを言うかもしれません。

デバイスでいう低温とは、ペルチェ素子やドライアイスで達成できる程度の低温だと
思います。つまり、せいぜいいっても２００Ｋです。

そのくらいの温度ならばキャリヤは減らないけれど、格子散乱は減りますので、
性能は上がると思います。