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元素半導體材料
圖片來自百度

元素半導體材料(elemental semiconductor material)是指由單體元素構成的半導體材料。共有12種元素具有半導體性質,即硅、鍺、硼、碲、碘及碳、磷、砷、硫、銻、錫的某種同素異形體。

  • 外文名:elemental semiconductor material
  • 性 質:導體材料原料類目12種

性質與結構

元素半導體材料的主要性質見表1。

元素半導體材料在元素周期表中的位置,說明了半導體材料的性質與物質結構,特別是原子結構的關係,它們都居於周期表的A族。典型的半導體材料居於Ⅳ一A族,它們都具有明顯的共價鍵;都以金剛石型結構結晶;它們的帶隙寬度隨原子序數的增加而遞減,其原因是其鍵合能隨電子層數的增加而減小。V—A族都是某一種同素異形體具有半導體性質,其帶隙寬度亦隨原子序數的增加而減小 [1]

半導體材料

  導電能力介於導體與絕緣體之間的物質稱為半導體。半導體材料是一類具有半導體性能、可用來製作半導體器件和集成電的電子材料,其電阻率在10(U-3)~10(U-9)歐姆/厘米範圍內。半導體材料的電學性質對光、熱、電、磁等外界因素的變化十分敏感,在半導體材料中摻入少量雜質可以控制這類材料的電導率。正是利用半導體材料的這些性質,才製造出功能多樣的半導體器件。 半導體材料是半導體工業的基礎,它的發展對半導體技術的發展有極大的影響[2]

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.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年代後期逐漸被硅材料取代。用硅製造的半導體器件,耐高溫和抗輻射性能較好,特別適宜製作大功率器件。因此,硅已成為應用最多的一種增導體材料,集成電路大多數是用硅材料製造的。

2.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鎵砷硅等。其中砷化鎵是製造微波器件和集成電的重要材料。碳化硅由於其抗輻射能力強、耐高溫和化學穩定性好,在航天技術領域有着廣泛的應用。

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,主要用來製造閾值開關、記憶開關和固體顯示器件。

4.有機增導體材料已知的有機半導體材料有幾十種,包括聚丙烯腈酞菁和一些芳香族化合物等,尚未得到應用 [3] 。 

視頻

半導體的原子結構

參考文獻