浅谈电子信息材料

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1、浅谈半导体材料摘要：当今，以半导体材料为芯片的各种产胡普遍进入人们的牛活，半导体已经成为我们身边必不可少的生活品。木文主要从初学者的角度就半导体材料的定义、分类与应川进行详细的介绍，并简明扼要的讲述半导体材料的发展现状及趋势。关键词：半导体材料定义分类应用发展趋势1、半导体材料的定义及特性：1・1、半导体材料的定义：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。半导体(semiconductor),是指常温卜•导电性能介于导体与绝缘体Z间的材料。是一类具有半导体性能、可用來制作半导体期间和集成电

2、的电了材料，在收咅机、电视机以及测温上冇着广泛的应川。山于地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材料都是化合物，例如方铅矿(PbS)很早就用于无线电检波，氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器，闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料，碳化硅(SiC)的整流检波作用也较早被利用。构成固态电子器件的基体材料绝人多数是半导体，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了间存在饱和的共价键。作为共价键特征的典型是在晶格结构上表现为四面体结构，所以典型的半导

3、体材料具冇金刚石或闪锌F(ZnS)的结构。1・2、半导体材料的特性及特性参数：半导体有两个基木的特征。一是电阻率在1mQ・cm〜1GQ・cm范围；二是在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而增大，与金属恰恰相反。由于一些外界的因素，包括光、热、磁、电等的作用半导体的内在性质会发生改变，这统称为半导体材料的半导体性质。利川半导体材料对外界条件变化的敏感性，可以制造各种敏感元件，用于信息转换。半导体材料的特性参数有禁帯宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度山半导体的电子态、原子组态决定，反映组

4、成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自山状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作川(如光或电场)下内部载流了由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类缺陷。位错密度用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度，对于非晶态半导体材料，则没有这一参数。半导体材料的特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料Z间的差别，更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下，其特性的量值差别。2、半导体材料的主要分类：随着半导体越來越广泛的应

5、用，其结构趋于复杂而R种类也是冇很多。我们知道，常见的半导体有集成电路器件、分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等等大类。而用于制作半导体的材料，具体分类如下：按化学组成來划分，并将结构与性能比较特殊的非品态与液态半导体单独列为-•类，可分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。常用的半导体材料有错(Ge)、硅(Si)、砂化谏(GaAs)等。Si、Ge称为元素半导体，GaAs称为无机化合物半导体。除此Z外，上述材料屮，铭(Ge)、硅(Si)、＜1申化稼(GaAs)都是单晶，

6、是由均一的晶粒有序堆积组成；而多晶则是由很多小晶粒杂乱地堆积而成。对于非晶态半导体，有非晶态硅、非晶态错等，它们没有规则的外形，也没冇固定熔点，内部结构不存在长程冇序，只是在若干原了间距内的较小范围内存在结构上的冇序排列，称作短程有序。在元素周期表的IIIA至VIIA族分布着门种具有半导性的元素(C、B、P、As、Sn、Ge、Si、Se、Ge、Te、I),他们统称为元素半导体。P的熔点与沸点太低,I的蒸汽压太高、容易分解，As、Sb、Sn半导体不稳定，因此这门种元素半导体中只有Ge、Si、Se3种元素已得到利用。G

7、e、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。无机化合物半导体分为二元系、三元系、四元系等，其中二元系包括IV・IV族、【II・V族、II・VI族、i—vn族、V・VI族、笫四周期中的B族和过渡族元素和某些稀土族元素及化合物；冇机半导体冇几十种，熟知的有蔡、蔥、聚丙烯丿措、瞅普和一些芳香族化合物等。近年新型有机半导体的报道发现，也为半导体的发展带來了新的曙光。据美国物理学家组织网的报道，研究发现的新型有机半导体结构稳定，电学特性优越，成木低嫌，可被用于制造现代电子设备屮广泛使用的场效应晶体管，除此之外，这一研究有

8、望让人造皮肤、智能绷带、柔性显示屏、智能挡风玻璃、可穿戴的电了设备和电了墙纸等变成现实。冇机半导体是一种鴉料材料，其拥有的特殊结构让其具有导电性。在现代电子设备中，电路使用晶体管控制不同区域Z间的电流。科学家们对新的有机半导体材料进行了研究并探索了其结构与电学属性之间的关系。非晶态与液态半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。3、半导体