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半導體材料是什么--常見半導體材料有哪些?

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半導體材料是什么?


半導體材料(semiconductor material)是一類具有半導體性能(導電能力介于導體與絕緣體之間,電阻率約在1mΩ·cm~1GΩ·cm范圍內)、可用來制作半導體器件和集成電路的電子材料。


自然界的物質、材料按導電能力大小可分為導體、半導體和絕緣體三大類。半導體的電阻率在1mΩ·cm~1GΩ·cm范圍(上限按謝嘉奎《電子線路》取值,還有取其1/10或10倍的;因角標不可用,暫用當前描述)。在一般情況下,半導體電導率隨溫度的升高而升高,這與金屬導體恰好相反。


凡具有上述兩種特征的材料都可歸入半導體材料的范圍。反映半導體半導體材料內在基本性質的卻是各種外界因素如光、熱、磁、電等作用于半導體而引起的物理效應和現象,這些可統稱為半導體材料的半導體性質。構成固態電子器件的基體材料絕大多數是半導體,正是這些半導體材料的各種半導體性質賦予各種不同類型半導體器件以不同的功能和特性。




什么是半導體材料_常見半導體材料有哪些


半導體的基本化學特征在于原子間存在飽和的共價鍵。作為共價鍵特征的典型是在晶格結構上表現為四面體結構,所以典型的半導體材料具有金剛石或閃鋅礦(ZnS)的結構。 由于地球的礦藏多半是化合物,所以最早得到利用的半導體材料都是化合物,例如方鉛礦(PbS)很早就用于無線電檢波,氧化亞銅(Cu2O)用作固體整流器,閃鋅礦(ZnS)是熟知的固體發光材料,碳化硅(SiC)的整流檢波作用也較早被利用。


硒(Se)是最早發現并被利用的元素半導體,曾是固體整流器和光電池的重要材料。元素半導體鍺(Ge)放大作用的發現開辟了半導體歷史新的一頁,從此電子設備開始實現晶體管化。中國的半導體研究和生產是從1957年首次制備出高純度(99.999999%~99.9999999%) 的鍺開始的。采用元素半導體硅(Si)以后,不僅使晶體管的類型和品種增加、性能提高,而且迎來了大規模和超大規模集成電路的時代。以砷化鎵(GaAs)為代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物的發現促進了微波器件和光電器件的迅速發展。


半導體材料有哪些


半導體材料很多,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。除上述晶態半導體外,還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。


半導體的分類,按照其制造技術可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類,一般來說這些還會被分成小類。此外還有以應用領域、設計方法等進行分類,雖然不常用,但還是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規模進行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號,可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。


什么是半導體材料_常見半導體材料有哪些




常見的半導體材料特點


常見的半導體材料有硅(si)、鍺(ge),化合物半導體,如砷化鎵(gaas)等;摻雜或制成其它化合物半導體材料,如硼(b)、磷(p)、錮(in)和銻(sb)等。其中硅是最常用的一種半導體材料。


有以下共同特點:


1.半導體的導電能力介于導體與絕緣體之間


2.半導體受外界光和熱的刺激時,其導電能力將會有顯著變化。


3.在純凈半導體中,加入微量的雜質,其導電能力會急劇增強。


什么是半導體材料_常見半導體材料有哪些


半導體材料可按化學組成來分,再將結構與性能比較特殊的非晶態與液態半導體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導體材料分為元素半導體、無機化合物半導體、有機化合物半導體和非晶態與液態半導體。


據美國物理學家組織網報道,一個國際科研團隊首次研制出了一種含巨大分子的有機半導體材料,其結構穩定,擁有卓越的電學特性,而且成本低廉,可被用于制造現代電子設備中廣泛使用的場效應晶體管。


科學家們表示,最新研究有望讓人造皮膚、智能繃帶、柔性顯示屏、智能擋風玻璃、可穿戴的電子設備和電子墻紙等變成現實。


在目前的消費市場上,電子產品都很昂貴,主要因為電視機、電腦和手機等電子產品都由硅制成,制造成本很高;而碳基(塑料)有機電子產品不僅制造方便、成本低廉,而且輕便柔韌可彎曲,代表了“電子設備無處不在”這一未來趨勢。


以前的研究表明,碳結構越大,其性能越優異。但科學家們一直未曾研究出有效的方法來制造更大的、穩定的、可溶解的碳結構以進行研究,直到此次祖切斯庫團隊研制出這種新的用于制造晶體管的有機半導體材料。


有機半導體是一種塑料材料,其擁有的特殊結構讓其具有導電性。在現代電子設備中,電路使用晶體管控制不同區域之間的電流??茖W家們對新的有機半導體材料進行了研究并探索了其結構與電學屬性之間的關系。


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