请论述Si、GaAs、SiC这三种半导体材料的差异性以及这三种半导体材料的掺杂原理

请论述Si、GaAs、SiC这三种半导体材料的差异性以及这三种半导体材料的掺杂原理,第1张

我个人认为从禁带宽度论述比较合理。就上述三种材料来讲,Si的带宽为1.12eV属窄禁带半导体,GaAs和SiC为宽紧带半导体材料,材料的一些主要性能都由它们的带宽和能带结构决定,所以应从能带论入手。由于禁带宽度的不同,它们的工作极限工作温度有所差异,吸收光的范围也有所差异。掺杂原理则一般均为替位式掺杂。至于应用领域不可一言以蔽之。

禁带宽度:1.12, 0.66, 1.42, 3.44 6H- SiC:3, 4H- SiC:3.25, 3C-SiC:2.3 (eV) 电子迁移率: 1350, 3800, 8000, 2000,3000左右 (cm^2/(V·s))

半导体的特征:

一、半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,如硅、锗、硒等,它们的电阻率通常在 之间。

二、半导体之所以得到广泛应用,是因为它的导电能力受掺杂、温度和光照的影响十分显著。

三、如纯净的半导体单晶硅在室温下电阻率约为 ,若按百万分之一的比例掺入少量杂质(如磷)后,其电阻率急剧下降为 ,几乎降低了一百万倍。半导体具有这种性能的根本原因在于半导体原子结构的特殊性。

常用的半导体材料是单晶硅(Si)和单晶锗(Ge)。所谓单晶,是指整块晶体中的原子按一定规则整齐地排列着的晶体。非常纯净的单晶半导体称为本征半导体。

扩展资料

一、本征半导体的原子结构

半导体锗和硅都是四价元素,其原子结构示意图如图Z0102所示。它们的最外层都有4个电子,带4个单位负电荷。通常把原子核和内层电子看作一个整体,称为惯性核。

惯性核带有4个单位正电荷,最外层有4个价电子带有4个单位负电荷,因此,整个原子为电中性。

二、应用

1、在无线电收音机及电视机中,作为“讯号放大器/整流器”用。

2、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。

3、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应.

参考资料来源:百度百科-半导体


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