《功能材料》第4节半导体材料.pptx

  1. 1、本文档共50页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

第4节半导体材料;导电性能介于金属和绝缘体之间;(σ=10-9~105S/m)

具有负的电阻温度系数。(导体具有正的电阻温度系数);杂质与缺陷对半导体的性能有重大的影响

根据半导体的含物质的情况分:本征半导体、杂质半导体。

本征半导体:纯净的半导体称为本征半导体。

杂质半导体:本征半导体的导电能力很弱,那么在里面掺入微量的其他元素,就会有很明显的变化,现在形成的有杂质的半导体就是杂质半导体。实际中用的都是杂质半导体。它分N型和P型两种。

;本征半导体的共价键结构;这一现象称为本征激发,也称热激发。;可见本征激发同时产生电子空穴对。

外加能量越高(温度越高),产生的电子空穴对越多。;自由电子带负电荷电子流;1.2杂质半导体;N型半导体;在本征半导体中掺入三价杂质元素,如硼、镓等。;杂质半导体的示意图;2.1基本概念;(2)带隙BandGap;(5)空带EmptyGap;导体的能带中都有末被填满的价带,在外电场的作用下,电子可由价带跃迁到导带,从而形成电流。

绝缘体的能带结构是满带与导带之间被一个较宽的禁带所隔开,在常温下几乎很少有电子可以被激发越过禁带,因此其电导率很低。;半导体能带结构下面是价带,其价带是充满了电子,因此是一个满价带。上面是导带,而导带是空的。

满价带和空导带之间是禁带,其禁带宽度比较窄,一般在1ev左右。价带中的电子受能量激发后,如果激发能大于Eg,电子可以从价带跃迁到导带上,同时在价带中留下一个空的能级位置--空穴。;半导体的导电机理;按其组成半导体材料可分成:

元素半导体,化合物半导体,有机物半导体,玻璃半导体,非晶半导体和半导体陶瓷。

;三、典型半导体材料及其应用;1.元素半导体;本征半导体广泛研究的元素是Si、Ge和金刚石。金刚石可看作是碳元素半导体,它的性质是1952年由Guster发现的。除了硅、锗、金刚石外,其余的半导体元素一般不单独使用。

因为本征半导体单位体积内载流子数目比较少,需要在高温下工作电导率才大,故应用不多。;杂质半导体;掺杂原子的价电子多于纯元素的价电子,又称施主型半导体;杂???半导体;杂质半导体的能带结构;

由两种或两种以上元素以确定的原子配比形成的化合物,并具有确定的禁带宽度和能带结构等半导体性质。包括晶态无机化合物(如III-V族、II-VI族化合物半导体)及其固溶体、非晶态无机化合物(如玻璃半导体)、有机化合物(如有机半导体)和氧化物半导体等。;通常所说的化合物半导体多指晶态无机化合物半导体。主要是二元化合物如:砷化镓、磷化铟、硫化镉、碲化铋、氧化亚铜等,其次是三元和多元化合物,如镓铝砷、铟镓砷磷、磷砷化镓、硒铟化铜及某些稀土化合物(如SeN、YN、La2S3等)。多采用布里奇曼法(由熔体生长单晶的一种方法)、液封直拉法、垂直梯度凝固法制备化合物半导体单晶,用外延法、化学气相沉积法等制备它们的薄膜和超薄层微结构化合物材料。用于制备光电子器件、超高速微电子器件和微波器件等方面。;化合物半导体;例如,对ZnS等n型半导体在生长时渗入或生长后用扩散方法掺入p型杂质会在半导体中不断产生起施主作用的晶格缺陷,这些缺陷中和掉了所掺入的p型杂质,使ZnS等不能用掺杂的方法形成p型半导体,反之,ZnTe等p型半导体材料不能通过掺杂形成n型半导体。;固溶体半导体;到目前为止,有机物及玻璃半导体材料中只有不多的液晶材料得到了应用,已知的液晶材料都是有机化合物,它是处于液相与固相之间的一种中间相,它像液体一样,不能承受切应力但能够流动。;液晶分子有棒状和碟状两类几何形状,大多数液晶高分子是棒状分子且只有棒状分子组成的液晶才具有技术应用价值。人们根据分子排列的不同把液晶分为胆甾相,近晶相,向列相等形态。低温下它是晶体结构,高温时则变为液体,在中间温度则以液晶形态存在。;非晶态半导体材料是指不具有晶格平移对称性的半导体材料。

主要特征:(1)它是一种非平衡的亚稳态,其自由能高于同质的晶体;(2)长程无序和短程有序。短程有序是在近邻原子间有着与同质晶体类似的结构,但近邻原子间距及键角等与晶体相比稍有不规则的畸变。;非晶态半导体的能带中也存在导带、价带和禁带、但与晶态半导体不同的是,能带中除了存在扩展态外,还存在由无序引起的带尾定域态。扩展态与定域态交界处称为迁移率边,导带迁移率边和价带迁移率边之间称为迁移率带隙。带隙中存在着由缺陷和无序引起的隙态。

非晶态半导体也由

文档评论(0)

autohyy + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档