半導體材料(semiconductormaterial)是導電能力介于導體與絕緣體之間的物質,。半導體材料是一類具有半導體性能,、可用來制作半導體器件和集成電的電子材料,,其電導率在10(U-3)~10(U-9)歐姆/厘米范圍內。半導體材料是一類具有半導體性能,、可用來制作半導體器件和集成電的電子材料,,其電導率在10(U-3)~10(U-9)歐姆/厘米范圍內。正是利用半導體材料的這些性質,,才制造出功能多樣的半導體器件,。半導體材料是半導體工業(yè)的基礎,它的發(fā)展對半導體技術的發(fā)展有極大的影響,。
半導體材料分類
半導體材料按化學成分和內部結構,,大致可分為以下幾類。
1,、化合物半導體由兩種或兩種以上的元素化合而成的半導體材料。它的種類很多,,重要的有砷化鎵、磷化錮,、銻化錮,、碳化硅,、硫化鎘及鎵砷硅等,。其中砷化鎵是制造微波器件和集成電的重要材料。碳化硅由于其抗輻射能力強,、耐高溫和化學穩(wěn)定性好,在航天技術領域有著廣泛的應用,。3.無定形半導體材料 用作半導體的玻璃是一種非晶體無定形半導體材料,分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種,。這類材料具有良好的開關和記憶特性和很強的抗輻射能力,主要用來制造閾值開關,、記憶開關和固體顯示器件,。
2,、元素半導體有鍺、硅,、硒,、硼、碲,、銻等,。50年代,,鍺在半導體中占主導地位,,但 鍺半導體器件的耐高溫和抗輻射性能較差,到60年代后期逐漸被硅材料取代,。用硅制造的半導體器件,耐高溫和抗輻射性能較好,,特別適宜制作大功率器件。因此,,硅已成為應用最多的一種增導體材料,,目前的集成電路大多數(shù)是用硅材料制造的。
3,、有機增導體材料已知的有機半導體材料有幾十種,,包括萘、蒽,、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等,,目前尚未得到應用 ,。
半導體材料的特性參數(shù)對于材料應用甚為重要。因為不同的特性決定不同的用途,。
半導體材料特性
半導體材料的導電性對某些微量雜質極敏感。純度很高的半導體材料稱為本征半導體,,常溫下其電阻率很高,是電的不良導體,。在高純半導體材料中摻入適當雜質后,由于雜質原子提供導電載流子,,使材料的電阻率大為降低。這種摻雜半導體常稱為雜質半導體,。雜質半導體靠導帶電子導電的稱N型半導體,,靠價帶空穴導電的稱P型半導體。不同類型半導體間接觸(構成PN結)或半導體與金屬接觸時,,因電子(或空穴)濃度差而產(chǎn)生擴散,,在接觸處形成位壘,因而這類接觸具有單向導電性,。
利用PN結的單向導電性,,可以制成具有不同功能的半導體器件,如二極管,、三極管,、晶閘管等。此外,,半導體材料的導電性對外界條件(如熱,、光、電,、磁等因素)的變化非常敏感,,據(jù)此可以制造各種敏感元件,用于信息轉換,。半導體材料的特性參數(shù)有禁帶寬度,、電阻率、載流子遷移率,、非平衡載流子壽命和位錯密度,。禁帶寬度由半導體的電子態(tài)、原子組態(tài)決定,,反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態(tài)激發(fā)到自由狀態(tài)所需的能量,。電阻率、載流子遷移率反映材料的導電能力,。