常见的半导体材料有哪些?

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常见的半导体材料有如下:

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。

半导体的分类,按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

半导体材料的特点及优势

半导体材料是一类具有半导体性能,用来制作半导体器件的电子材料。常用的重要半导体的导电机理是通过电子和空穴这两种载流子来实现的,因此相应的有N型和P型之分。半导体材料通常具有一定的禁带宽度,其电特性易受外界条件(如光照、温度等)的影响。

不同导电类型的材料是通过掺入特定杂质来制备的。杂质(特别是重金属快扩散杂质和深能级杂质)对材料性能的影响尤大。

因此,半导体材料应具有很高的纯度,这就不仅要求用来生产半导体材料的原材料应具有相当高的纯度,而且还要求超净的生产环境,以期将生产过程的杂质污染减至最小。半导体材料大部分都是晶体,半导体器件对于材料的晶体完整性有较高的要求。此外,对于材料的各种电学参数的均匀性也有严格的要求。

在可预见的将来,单晶硅仍是电子工业的首选材料,但砷化镓这位半导体家族新秀已迅速成长为仅次于硅的重要半导体电子材料。砷化镓在当代光电子产业中发挥着重要的作用,其产品的50%应用在军事、航天方面,30%用于通信方面,其余的用于计算机和测试仪器。

砷化镓材料的特殊结构使其具备吸引人的优良特性。根据量子力学原理,电子的有效质量越小,它的运动速度就越快,而砷化镓中电子的有效质量是自由电子质量的1/15,只有硅电子的1/3。用砷化镓制成的晶体管的开关速度,比硅晶体管快1~4倍,用这样的晶体管可以制造出速度更快、功能更强的计算机。因为砷化镓的电子运动速度很高,用它可以制备工作频率高达1010赫兹的微波器件,在卫星数据传输、通信、军用电子等方面具有关键性作用。实际上,以砷化镓为代表的Ⅲ—Ⅳ族半导体,其最大特点是其光电特性,即在光照或外加电场的情况下,电子激发释放出光能。它的光发射效率比其他半导体材料高,用它不仅可以制作发光二极管、光探测器,还能制作半导体激光器,广泛应用于光通信、光计算机和空间技术,开发前景令人鼓舞。

与任何半导体材料一样,砷化镓材料对于杂质元素十分敏感,必须精细纯化。和硅、锗等元素半导体不同的是它还要确保准确的化学配比,否则将影响材料的电学性质。

基于以上原因,砷化镓单晶的制备工艺复杂,成本高昂。我国曾在人造卫星上利用微重力条件进行砷化镓单晶的生长,取得了成功。此外,薄膜外延生长技术,可以精确控制单晶薄膜的厚度和电阻率,在制备半导体材料和器件中越来越受到重视。

短短十几年,仅美国研究和开发的砷化镓产品已逾千种。根据90年代末国际砷化镓集成电路会议的预测,砷化镓集成电路的市场销售额将每年翻一番,形成数十亿美元的规模。砷化镓及其代表的Ⅲ—Ⅳ族化合物半导体家族均身怀绝技,有待于进一步开发。

我就说一些我知道的吧 也许可以帮你下 半导体一般指硅晶体,它的导电性介于导体和绝缘体之间。 半导体是指导电能力介于金属和绝缘体之间的固体材料。按内部电子结构区分,半导体与绝缘体相似,它们所含的价电子数恰好能填满价带,并由禁带和上面的导带隔开。半导体与绝缘体的区别是禁带较窄,在2~3电子伏以下。 典型的半导体是以共价键结合为主的,比如晶体硅和锗。半导体靠导带中的电子或价带中的空穴导电。它的导电性一般通过掺入杂质原子取代原来的原子来控制。掺入的原子如果比原来的原子多一个价电子,则产生电子导电;如果掺入的杂质原子比原来的原子少一个价电子,则产生空穴导电。 半导体的应用十分广泛,主要是制成有特殊功能的元器件,如晶体管、集成电路、整流器、激光器以及各种光电探测器件、微波器件等。 希望对你有所帮助·


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