半导体芯片是一种什么新型材料,它有哪些作用

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半导体的材料:常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

半导体的作用:

(1)集成电路 它是半导体技术发展中最活跃的一个领域,已发展到大规模集成的阶段。在几平方毫米的硅片上能制作几万只晶体管,可在一片硅片上制成一台微信息处理器,或完成其它较复杂的电路功能。集成电路的发展方向是实现更高的集成度和微功耗,并使信息处理速度达到微微秒级。(2)微波器件 半导体微波器件包括接收、控制和发射器件等。毫米波段以下的接收器件已广泛使用。在厘米波段,发射器件的功率已达到数瓦,人们正在通过研制新器件、发展新技术来获得更大的输出功率。

(3)光电子器件 半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。它们的应用范围主要是:光通信、数码显示、图象接收、光集成等。

半导体的特点:

(1)电阻率的变化受杂质含量的影响极大。例如,硅中只含有亿分之一的硼,电阻率就会下降到原来的千分之一。如果所含杂质的类型不同,导电类型也不同。由此可见,半导体的导电性与所含的微量杂质有着非常密切的关系。 (2)电阻率受外界条件(如热、光等)的影响很大。温度升高或受光照射时均可使电阻率迅速下降。一些特殊的半导体在电场或磁场的作用下,电阻率也会发生改变。

芯片的主要材料是镓。

镓是一种银白色的稀有金属,它的熔点很低是自然界中少有的在常温下呈液体的金属。由于它在地壳中含量稀少分布又比较分散,所以没有独立的矿床,主要与铝、锌、锗等矿物伴生,比较难提取。

它是芯片制造的关键材料,提到半导体材料,各位可能会想到碳化硅,但或许不知道氮化镓,它们都是第三代半导体的关键材料。相比硅材料,氮化镓的禁带宽度、电子饱和迁移速度和击穿场强都更胜一筹,这些优点使其在射频器件和电力电子器件的制造上更有优势。

镓的分布

镓虽然是地壳丰度最高的稀散金属,可独立矿物最少,仅在南非Tsumeb铅锌矿床中发现硫镓铜矿和羟镓石两种独立矿物,绝大多数以伴生金属的形式存在。

全球镓资源远景储量超过100万吨。绝大部分伴生在铝土矿床中,主要分布在非洲、大洋洲、南美洲(含加勒比)、亚洲和其他地区,所占比重分别为32%、23%、21%、18%和6%。

参考资料来源 百度百科—镓


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