半导体常见的晶体结构

决定半导体材料的基本物理特性，即原子或离子的长程有序的周期性排列。按空间点阵学说，晶体的内在结构可概括为一些相同点在空间有规则地作周期性的无限分布。点子的总体称为点阵，通过点阵的结点可作许多平行的直线组和平行的晶面组。这样，点阵就成网格，称为晶格。由于晶格的周期性，可取一个以格点为顶点、边长等于该方向上的周期的六面体作为重复单元，来概括晶格的特征。固体物理学取最小的重复单元，格点只在顶角上。这样的重复单元只反映晶体结构的周期性，称为原胞。结晶学取较大的重复单元，格点不仅在顶角上，还可在体心和面心上，这样的重复单元既反映晶格的周期性，也反映了晶体的对称性。

常见的半导体的晶体结构有金刚石型、闪锌矿型、纤锌矿型和氯化钠型4种，如图和表所示。在三元化合物半导体中有部分呈黄铜矿型结构，金刚石型、闪锌矿型和氯化钠型结构可看成是由两套面心立方格子套构而成。不同的是，金刚石型和闪锌矿型是两套格子沿体

对角线的1/4方向套构，而氯化钠型则是沿1/2[100]方向套构金刚石晶格中所有原子同种，而闪锌矿和氯化钠晶格中有两种原子闪锌矿型各晶面的原子排布总数目与金刚石型相同，但在同一晶面或同一晶向上，两种原子的排布却不相同。纤锌矿型属六方晶系，其中硫原子呈六方密堆集，而锌原子则占据四面体间隙的一半，与闪锌矿相似，它们的每一个原子场处于异种原子构成的正四面体中心。但闪锌矿结构中，次近邻异种原子层的原子位置彼此错开60°，而在纤锌矿型中，则是上下相对的。采取这种方式使次近邻异种原子的距离更近，会增强正负离子的相互吸引作用，因此，纤锌矿型多出现于两种原子间负电性差大、化学键中离子键成分高的二元化合物中。

1、单晶结构：结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序。2.多晶结构多晶结构薄膜是由若干尺寸大小不等的晶粒所组成。晶粒尺寸一般在10-100nm，亦称为微晶薄膜。在薄膜形成过程中生成的小岛就具有晶体的特征（原子有规则的排列）。由众多小岛聚结形成薄膜就是多晶薄膜。真空蒸发与溅射法制成的薄膜多属于这种结构。3、非晶结构（无定形结构或玻璃态结构）它是一种近程有序结构。就是2～3个原子距离内原子排列是有序的，大于这个距离排列是杂乱无规则的；无定形结构薄膜在环境温度下是稳定的；它或是具有不规则的网络结构（玻璃态，或是具有随机密堆积的结构。前者主要出现在氧化物薄膜、元素半导体薄膜和 硫化物薄膜之中，后者主要出现合金薄膜之中）。

n型半导体是单晶体原因是N型半导体就是在单晶硅中掺入5族元素杂质。N型半导体也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。N型半导体就是在单晶硅中掺入5族元素杂质，多子为电子。N型半导体含自由电子浓度较高，其导电性主要是因为自由电子导电。在N型半导体中自由电子是多数载流子，主要由杂质原子提供，空穴是少数载流子，由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能就越强。

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