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时间:2020-03-19
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1、半导体材料开放分类:元索冶金术语机械硅编辑词条分享本词条由zzhhkkk创建,共有9位协作者编辑了15次。最新协作者:bikelOOO,淼籟潴,落不凡,紫色思念,池中玉。半导体材料(semiconductormaterial)是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,其电导率在10(U-3)〜10(U-9)欧姆/厘米范围内。纠错编辑摘要目录・1基本简介•2主要种类•3实际运用・4宽带隙半导体材料•5低维半导体材料•1基本简介•2主要种类•3实际运用・4宽带隙半导体材料・5低维半导体材料・6特性参数•7特性要求•8材料工
2、艺•9早期应用•10发展现状•11战略地位半导体材料-基本简介半导体材料研究所自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体、和绝缘体三大类。半导体的电导率在10-10欧/厘米之间。在一般情况下,半导体电导率随温度的升高而增大,这与金属导体恰好相反。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I古I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
3、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,所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿(ZnS)的结构。由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(仏0)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o硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体,曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半导体错(Ge)放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页,从此电子设备开始实现晶体管化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999%〜
4、99.9999999%)的错开始的。采用元索半导体硅(Si)以后,不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高,而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。以碑化镣(GaAs)为代表的III—V族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。半导体材料-主要种类LED灯泡半导体材料可按化学组成來分,再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、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。元素半导体:在元素周期表的III,族至VIL族分布着11种具有半导性的元素,下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、卩、Se
5、具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性;Sn>As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,I的蒸汽压太高、容易分解,所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属,半导体是不稳定的形态。B>C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。sijr-.无机化合物半导体:分二元系、三元系、四元系等。二元系包括:①IV-IV族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。②III-V族:由周期表中III族元索Al、Ga>In和V族
6、元索P、As>Sb组成,典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。③II-VI族:II族元素Zn、Cd、Hg和VI族元索S、Se、Te形成的化合物,是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。④I—VII族:I族元素Cu、Ag.Au和VII族元素Cl、Br、I形成的化合物,其中CuBr>Cui具有闪锌矿结构。⑤V-VT族:V族元素As、Sb>Bi和VT族元素S、Se>Te形成的化合物具有的形式,如Bide,、Bi2Se3>Bi2S3>Asdes等是重要的温差电材料。⑥第四周期中的B族和过渡族元素Cu、Zn、Sc、T
7、i、V、Cr、Mn.Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。⑦某些稀土族元素Sc、Y、Sm、Eu、Yb>Tm与V族元素N、As或VI族元素S、Se、Te形成的化合物。除这些二元系化合物外还有它们与元素或它们之间的固溶体半导体,例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAsTnSb、AlSb-GaSb.InAs-InP>GaAs-GaP等。研究这些固溶体可以在改善单一材料的某些性能或开辟新的应用范围方面起很大作用。三元系包括:族:这是由一个I
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