半导体材料基础知识.doc

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1、半导体材料基础知识半导体材料基础知识newmaker导电能力介于导休与尽缘体之间的物质称为半导体。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。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因索的变化十分敏感，在半导体材料屮掺进少量杂质可以控制这类材料的电导率。正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。半导体材料是半导体产业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。1・元素半导体有错、硅、硒、硼、硏、铢等。50

2、年代，错在半导体屮占主导地位，但错半导体器件的耐高温顺抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅材料取代。用硅制造的半导体器件，耐高温顺抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件。因此，硅己成为应用最多的一种增导体材料，H前的集成电路大多数是用硅材料制造的。2化合物半导体由两种或两种以上的兀素化合而成的半导体材料。它的种类很多，重要的有神化掾、磷化锢、锐化锢、碳化硅、硫化镉及稼神硅等。其屮砂化嫁是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温顺化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用。3•无定形半导体材料用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分

3、为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力，主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。4•有机增导体材料己知的有机半导体材料有儿十种，包括蔡、恵、聚内烯月青、駄菁和一些芳香族化合物等，H前尚未得到应用。以非晶态半导体材料为主体制成的固态电子器件。非晶态半导体固然在整体上分子排列无序，但是仍具有单晶体的微观结构，因此具有很多特殊的性质。1975年，英国W.G.斯皮尔在辉光放电分解硅烷法制备的非晶硅薄膜屮掺杂成功，使非晶硅薄膜的电阻率变化10个数H级，促进非晶态半导体器件的开发和应用。同单晶材料相比，非晶态半导体材料制备工艺

4、简单，对衬底结构无特殊要求，易于大面积生长，掺杂后电阻率变化大，可以制成多种器件。非晶硅太阳能电池吸收系数大，转换效率高，面积大，已应用到计算器、电子表等商品屮。非晶硅薄膜场效应管阵列可用作大而积液晶平而显示屏的寻址开关。利用某些硫系非晶态半导体材料的结构转变来记录和存储光电信息的器件己应用于计算机或控制系统屮。利用非晶态薄膜的电荷存储和光电导特性可制成用于静态图像光电转换的静电复印机感光体和用于动态图像光电转换的电视摄像管的靶面。具有半导体性质的非晶态材料。非晶态半导体是半导体的一个重要部分。50年代B.T.科洛米耶茨等人开始了对硫系玻璃的研究，当时很少有人留意

5、，直到1968年S.R.奥弗申斯基关於用硫系薄膜制作开关器件的专利发表以后，才引起人们对非晶态半导体的爱好。1975年W.E•斯皮尔等人在硅烷辉光放电分解制备的非晶硅屮实现了掺杂效应，使控制电导和制造PN结成为可能，从而为非晶硅材料的应用开辟了广阔的远景。在理论方而，P.W•安德森和莫脱，N.F.建立了非晶态半导休的电子理论，并因而荣获1977年的诺贝尔物理学奖。H前无论在理论方面，还是在应用方面，非晶态半导体的研究正在很快地发展著。（end）