半导体材料有哪些? 解析半导体材料的种类和应用

半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。很多人一直有疑问，半导体材料有哪些? 半导体材料有哪些实际运用?今天小编精心搜集整理了相关资料，来专门解答大家关于半导体材料的疑问，下面一起来看一下吧!

一、半导体材料有哪些?

常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。主要有硅、锗、硒等，以硅、锗应用最广。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、磷化铟等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等)、Ⅳ-Ⅵ族(如硫化铅、硒化铅等)、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体，如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等，还处于研究阶段。

此外，还有非晶态和液态半导体材料，这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

　　二、半导体材料主要种类

半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。

1、元素半导体：在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布着11种具有半导性半导体材料的元素，下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态B、Si、Ge、Te具有半导性Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。

2、无机化合物半导体：分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。

　　3、有机化合物半导体：已知的有机半导体有几十种，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它们作为半导体尚未得到应用。

　　4、非晶态与液态半导体：这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。

　　三、半导体材料实际运用

制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

半导体材料所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上，最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。

绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广，80%的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的，其中硅单晶的最大直径已达300毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法，用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触，用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。

以上就是小编今天给大家分享的半导体材料的有关信息，主要分析了半导体材料的种类和应用等问题，希望大家看后会有帮助!想要了解更多相关信息的话，大家就请继续关注土巴兔学装修吧!

Si和SiO2是全世界最大的工业——电子工业中应用最广泛的材料,由于它在半导体器件和微电子技术中的广泛应用而受到人们的普遍关注。半导体器件和微电子技术是电子工业的核心,它的发展速度是其他任何技术都比不上的。到目前为止,微电子技术的发展基本遵循摩尔定律,进入微电子时代后,集成电路的最小特征尺寸以每年13％的速度缩小,已经进入了纳米时代。随着电子器件的小型化过程,作用单元的大小将会接近于一个分子的大小,未来的电子技术很大一部份会依赖于单个分子、原子或分子某部分的性质或功效,元件的主要功能将会通过几个分子层的界面物理过程体现出来。许多有机分子都具有独立的电子学功能,它们的重要性随着半导体有机器件的发展而持续增长。在无机半导体上沉积有机分子层可以使无机半导体器件具有有机材料的一些性质。从长远看,将有机材料同传统的无机半导体材料结合起来具有很好的应用前景。并四苯Tetracene(C18H12)、并五苯Pentacene(C22H14)、二萘嵌苯Perylene(C20H12)及它们的衍生物是常见的有机半导体材料,拥有相对较高的电荷迁移率,是研究有机半导体薄膜生长机理和光电学性质的很好材料。本研究是在超高真空系统中,利用石英晶体振动测厚仪严格控制有机半导体Tetracene和Perylene分子在清洁有序的无机衬底Si(111)-(7×7)和Si02/Si表面的生长,并通过紫外光电子能谱(UPS)方法进行原位定量分析,得到有机半导体分子在无机半导体表面的精确信息,从而了解有机分子在无机半导体表面的结构与电子态。紫外光电子能谱研究结果显示,Tetracene在Si(111)-(7×7)表面上,与有机材料相关的谱峰位于费米能级以下的1.82,3.36,4.60,5.77,6.78,9.02和11.OeV处Tetracene在Si02/Si表面上,与有机材料相关的谱峰位于费米能级以下的1.73,3.14,4.45,5.60,6.64,7.88和8.92eV处Perylene在Si(111)-(7x7)表面上,与有机材料相关的谱峰位于费米能级以下的0.7,2.3,4.0,6.0,7.2和9.0eV处Perylene在Si02/Si表面上,与有机材料相关的谱峰位于费米能级以下的3.0,4.5,6.1,7.5和9.3eV处。随着有机分子覆盖度的变化,与有机材料相关的谱峰位置发生移动,反映了在界面处有机-无机材料的相互作用。较大的谱峰移动发生在Si(111)-(7×7)表面上,反映了有机分子与该表面的相互作用较强。在有机分子沉积厚度为一个单层(1ML)之内,功函数随有机分子覆盖度的增大而减小。当覆盖度超过1ML后,功函数又有一定的增加。功函数在有机分子沉积厚度为1ML时结合能最低,反映了此时,有机吸附层与衬底之间电偶极层的形成。http://ic.big-bit.com/

帮你找了几篇类似综述一样的文章，要的话联系我吧（点我可见）。

【篇名】有机半导体研究进展 CAJ原文下载PDF原文下载

【作者】 袁仁宽. 沈今楷. 孔凡.

【刊名】固体电子学研究与进展2003年01期编辑部Email

《中文核心期刊要目总览》来源期刊 “中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊

【机构】 南京大学物理系. 南京大学物理系 210093 .

【关键词】有机半导体. 有机发光二极管. 聚合物半导体. 有机晶体. 孤子.

【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献

【摘要】 1977年人们发现通过掺杂可以使聚乙炔膜的电导率提高 1 2个量级 ,由绝缘体变成导体 ,从此掀起了有机半导体的研究热潮。其研究工作包括有机高分子材料、有机小分子材料和有机分子晶体材料的电学、光学等性质。有机半导体中的载流子除了电子和空穴外 ,还有孤子、极化子等。人们已经获得低温迁移率高达 1 0 5cm2 /V.s的高质量有机半导体晶体 ,在其中观察到量子霍尔效应 ,并用其制成有机半导体激光器。如今有机半导体彩色显示屏已进入实用阶段。

【光盘号】 INFO0306

【篇名】有机半导体:无限的可能 CAJ原文下载PDF原文下载

【刊名】现代制造2005年24期编辑部Email

CJFD收录期刊

【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献

【摘要】 有机半导体能够支持一些全新的电子设备,从计算机制衣到可折叠显示器等,都具有很大的发展潜力。有机半导体预示着新一代显示器,标签和油墨的到来。

【光盘号】 SCTC0512S2

【篇名】有机半导体复合光导材料与器件的研究与发展 CAJ原文下载PDF原文下载

【作者】 张翔宇. 汪茫. 陈红征. 阙端麟.

【刊名】自然科学进展1999年07期编辑部Email

《中文核心期刊要目总览》来源期刊 “中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊

【机构】 浙江大学高分子科学与材料研究所硅材料国家重点实验室. 浙江大学高分子科学与材料研究所硅材料国家重点实验室 杭州 310027 .

【关键词】有机半导体. 有机光导体. 复合材料.

【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献

【摘要】 通过不同结构、不同组成、不同功能的光导材料的复合,可以得到功能的协同增强、优化以及互补效应。采用分子内复合和分子间复合的方法,可以制备在可见光和近红外区域均有很高光敏性的新型有机光导材料。同时,研制使材料与器件交叉渗透,结合为一体的单层有机光导体,可大大地降低生产成本。

【光盘号】 SCTA99S5

【篇名】值得关注的有机光伏电池材料 CAJ原文下载PDF原文下载

【作者】 孙景志. 汪茫. 周雪琴. 王植源.

【刊名】材料导报2002年02期编辑部Email

ASPT来源刊 CJFD收录期刊

【机构】 浙江大学材料与化工学院高分子系. 加拿大Carleton大学化学系 浙江大学硅材料国家重点实验室. 杭州 310027 .

【关键词】有机半导体. 光电池. 复合材料. 聚集态结构. 激发态.

【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献

【摘要】 评述了近十年来有机光电池材料研究的最新进展,强调了材料复合对设计有机光伏电池的重要性,指出了有机半导体材料的分子聚集态结构与材料凝聚态结构的调控在改善器件性能上发挥的决定性作用,揭示了激发态过程与激发态性质的研究在提高光电转换效率上的意义,分析了有机光电池材料的发展前景。

【光盘号】 SCTB02S1

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