常见的半导体材料

常见的半导体材料,第1张

半导体材料有硅、锗、砷化镓等。

自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类。在一般情况下,半导体电导率随温度的升高而降低,凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围,反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等。

作用于半导体而引起的物理效应和现象,这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体,正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性,半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。

实际运用:

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。

以上内容参考:百度百科—半导体

本征半导体是指完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体,一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。

典型的本征半导体有硅Si、锗Ge及砷化镓GaAs等。

本征半导体是指化学成分纯净的半导体,它在物理结构上有多晶体和单晶体两种形态,制造半导体器件必须使用单晶体。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称九个9”。在制造半导体器件的过程中会进一步提高材料的纯度,单晶体不但纯度高,在晶格结构上也是没有缺陷的,用这样的单晶体制造的器件才能保证质量。

现象

本征导电

在绝对零度温度下,半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论),受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带(conduction band),价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴(hole),导带中的电子和价带中的空穴合称为电子-空穴对。


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