第三代半导体材料

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划第三代半导体材料　　“半导体”为啥是“半”？　　原标题：硅时代的半导体革新　　本文刊登在《今日科苑》杂志XX年6月刊《科技随笔》栏目。　　作者简介：何钧，北大物理系毕业。主要在海外半导体工业界从事器件工艺和设计研发工作，领域包括集成电路、MEMS、化合物半导体微波、光电和功率器件。现为国内某上市公司研发部总监。　　字数：3613字　　近年来，以氮化镓和碳化硅为代表的所谓第三代半导体，或者说“宽禁带半导体”材料器件，吸引了很多政府和产业界的

2、关注，在后摩尔定律时期投资界眼中日趋冷寂的半导体工业中，成为为数不多的热门领域之一。半导体的代际差别进步的依据和意义是什么？为什么要用到宽禁带材料？作者在这里从一个特殊的角度，对半导体材料特性做一个有趣的讨论，说明一个看上去最普通、最基本的概念，也未必就是那么简单。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　在过去的半个世纪中，抗生素的发明应用之后，如果

3、需要评价哪一个科技领域对人类社会生活面貌和内容产生了最大的影响，半导体材料器件技术是当之无愧的唯一答案。在模拟技术时代，它已经在诸多领域中独领风骚，成为发展最快，对整个工业和人类社会生活推动力最大的产业；随着材料器件技术的进步，到了数字半导体时代，它更是一骑绝尘，成为信息革命的基石。所有这些成就的基础，就是半导体材料的特性。而这些特性中最根本的，似乎已经包含在其名称之中。?不得已的选择　　受过中学教育的人都知道半导体材料的定义，就是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。再进一步地理解，则是对晶体来说，这个导电性的差别是能带结构中的禁带宽度决定

4、的。金属的禁带宽度是零，而绝缘体的禁带宽度很大。半导体则介于二者之间。锗、硅等都是这样的由晶体本身禁带宽度决定的半导体材料，被称为本征半导体。传统教科书中半导体的定义，就是这样基于本征半导体的概念。何以这个介于金属导体和绝缘体之间的导电性，就奠定了整个信息产业革命的基础？　　当人们回顾电子材料特性的时候，会看到：不高不低的天然导电性，在某些特定的应用领域，是一个决定性的优点。比如在光电领域，它可能对应一个特殊的波段；或者在其他传感器领域，适中的导电性，对于某些环境条件的反应机制清晰简明，而且可能正好处于一个便于精确测量的区间。目的-通过该培训员工可

5、对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　然而对于半导体材料的最主要的电子领域应用来说，这种对应适中的禁带宽度不高不低的导电性，实际上是一个严重的缺点。在电子领域，人们寻求的材料导电性，不是适中，而是可控，尤其是即时可控。最理想的电子材料品质，是在需要它导电的时候，导电性像导体一样高；而在需要它绝缘的时候，要表现出最好的绝缘性。这样可以理想地实现“导通”与“关断”两个状态，

6、而半导体不高不低的导电性，恰恰是技术人员最希望避免的。　　当初人们之所以不得已选择半导体作为电子材料，实在是受当时材料科学和技术的局限，不知道如何控制使导体暂时成为绝缘体，也不知道如何让绝缘体受控成为很好的导体，因此只好选择了中间的半导体，通过施加电场等方式设法使它的导电性上下变化，实现“开通”与“关断”。由于本征半导体不大不小的导电性，在开通时导电性比不上金属，关断时又不像绝缘体那样不漏电，因而造成损耗偏大，状态区分不清。尤其是高温下漏电增大，无法正常完成功能。历史上，主要就是因为这个原因，锗材料很快被禁带宽度更大，常温下导电性更差，本征性质更偏

7、向绝缘体的硅所替代。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　为了让半导体在需要时具有尽量大的导电性，人们发明了掺杂。这就产生了第二种制造导电性的方法。最初这个掺杂导电性只是依附于本征导电性，因为掺杂特性需要建立在本征材料质量成熟的基础之上，当时本征半导体的材料工艺成熟较快，只有到了后来，才感觉有了掺杂这个办法，实际上窄带特征导致的本征导电性就基本上成

8、为一个负面的累赘。导通时它对导电性的贡献可以忽略，关断时却可能是漏电的主要来源。实际上，在禁带宽度较窄的情况下，连掺杂本身