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半导体材料有哪些?半导体材料基础知识讲解

时间:2017-06-23 10:30来源:未知 作者:y930712 点击:
半导体材料有哪些?半导体材料基础知识讲解 提到半导体,我们最先想到的就是二极管了,但在半导体中二极管只是半导体的一个应用,根据所使用的的材料不同,可分为锗二极管和硅

半导体材料有哪些?半导体材料基础知识讲解
提到半导体,我们最先想到的就是二极管了,但在半导体中二极管只是半导体的一个应用,根据所使用的的材料不同,可分为锗二极管和硅二极管,二极管有个很奇怪的特性就是单向导电性,正是因为这个特性,它可用于整流、检波、元件保护以及在脉冲与数字电路中作为开关元件等
那么半导体材料呢?“半导体”,正如其名,他是一种介于导体和绝缘体之间的一种物质,其电阻率109 W· cmr
半导体材料一般具有热敏特性,光敏特性,掺杂特性,根据特性的不同可以做出不同用途的产品,像热敏元件,光电器件等
半导体材料一般选用正四价的元素,像使用最多的硅和锗


对于纯净的半导体材料来说,其最外层都有四个电子,这样为了实现结构稳定性,最外层电子会与其他原子最外层电子形成共价键,形成较为稳定的结构在绝对0度(T=0K,即-273.15℃),价电子被共价键束缚着,纯半导体材料中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为0,相当于绝缘体。
但是温度都是高于绝对温度,所以当温度升高或受光照时 ,将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子,在原来的共价键中留下一个空位——空穴

正是因为空穴和自由电子的出现,使纯半导体材料具有导电能力,但是很微弱,不能应用。为了解决这个问题技术人员在其中掺入了一些杂质,如果掺入少量的五价杂质元素,如磷、锑、砷等,即构成 N 型半导体,如果掺入少量的 三价杂质元素,如硼、镓、铟等,即构成 P 型半导体。
在N型半导体中掺入五价元素后,原来晶体中的某些半导体原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价电子,其中 4 个与硅构成共价键,多余一个电子只受自身原子核吸引,在室温下即可成为自由电子。同样道理在P型材料中会多出来空穴。
随着技术的发展,现在以GaN(氮化镓)为代表的第三代半导体材料及器件的开发是新兴半导体产业的核心和基础,其研究开发呈现出日新月异的发展势态。GaN基光电器件中,蓝色发光二极管LED率先实现商品化生产 成功开发蓝光LED和LD之后,科研方向转移到GaN紫外光探测器上 GaN材料在微波功率方面也有相当大的应用市场。氮化镓半导体开关被誉为半导体芯片设计上一个新的里程碑。美国佛罗里达大学的科学家已经开发出一种可用于制造新型电子开关的重要器件,这种电子开关可以提供平稳、无间断电源 (责任编辑:admin)

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