NEAM 發問時間: 科學工程學 · 1 0 年前

半導體的重要特性?????

半導體的重要特性?????有哪些??

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2 個解答

評分
  • 極致
    Lv 7
    1 0 年前
    最佳解答

    如上蘭光版大說的

    都寫完可以出書了~~~

    半導體區別一般導體的重要特性是半導體的單向導電性

    鍺、矽、硒、砷化鎵及許多金屬氧化物和金屬硫化物等物體,它們的導電能力介於導體和絕緣體之間,叫做半導體

    半導體具有一些特殊性質

    如利用半導體的電阻率與溫度的關係可製成自動控制用的熱敏元件(熱敏電阻)利用它的光敏特性可製成自動控制用的光敏元件,像光電池、光電管和光敏電阻等

    半導體還有一個最重要的性質,如果在純淨的半導體物質中適當地摻入微量雜質測其導電能力將會成百萬倍地增加

    半導體材料是室溫下導電性介於導電材料和絕緣材料之間的一類功能材料。靠電子和空穴兩種載流子實現導電,室溫時電阻率一般在10-5~107歐米之間。通常電阻率隨溫度升高而增大;若摻入活性雜質或用光、射線輻照,可使其電阻率有幾個數量級的變化。1906年製成了碳化矽檢波器

    1947年發明電晶體以後,半導體材料作為一個獨立的材料領域得到了很大的發展,並成為電子工業和高技術領域中不可缺少的材料。特性和參數半導體材料的導電性對某些微量雜質極敏感。純度很高的半導體材料稱為本征半導體,常溫下其電阻率很高,是電的不良導體。在高純半導體材料中摻入適當雜質後,由於雜質原子提供導電載流子,使材料的電阻率大為降低。這種摻雜半導體常稱為雜質半導體。雜質半導體靠導帶電子導電的稱N型半導體,靠價帶空穴導電的稱P型半導體

    同類型半導體間接觸(構成PN結)或半導體與金屬接觸時,因電子(或空穴)濃度差而產生擴散,在接觸處形成位壘,因而這類接觸具有單向導電性。利用PN結的單向導電性,可以製成具有不同功能的半導體器件,如二極體、三極管、晶閘管等

    此外,半導體材料的導電性對外界條件(如熱、光、電、磁等因素)的變化非常敏感,據此可以製造各種敏感元件,用於資訊轉換。半導體材料的特性參數有禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率、非平衡載流子壽命和位元元錯密度。禁帶寬度由半導體的電子態、原子組態決定,反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態激發到自由狀態所需的能量。電阻率、載流子遷移率反映材料的導電能力。非平衡載流子壽命反映半導體材料在外界作用(如光或電場)下內部載流子由非平衡狀態向平衡狀態過渡的弛豫特性。位元錯是晶體中最常見的一類缺陷。位元元錯密度用來衡量半導體單晶材料晶格完整性的程度,對於非晶態半導體材料,則沒有這一參數。半導體材料的特性參數不僅能反映半導體材料與其他非半導體材料之間的差別,更重要的是能反映各種半導體材料之間甚至同一種材料在不同情況下,其特性的量值差別

    種類常用的半導體材料分為元素半導體和化合物半導體。元素半導體是由單一元素製成的半導體材料。主要有矽、鍺、硒等,以矽、鍺應用最廣。化合物半導體分為二元系、三元系、多元系和有機化合物半導體。二元系化合物半導體有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化鎘、硒化鎘、碲化鋅、硫化鋅等)、Ⅳ-Ⅵ族(如硫化鉛、硒化鉛等)、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化矽)化合物。三元系和多元系化合物半導體主要為三元和多元固溶體,如鎵鋁砷固溶體、鎵鍺砷磷固溶體等。有機化合物半導體有萘、蒽、聚丙烯腈等,還處於研究階段

    此外,還有非晶態和液態半導體材料,這類半導體與晶態半導體的最大區別是不具有嚴格週期性排列的晶體結構。製備不同的半導體器件對半導體材料有不同的形態要求,包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導體材料的不同形態要求對應不同的加工工藝。常用的半導體材料製備工藝有提純、單晶的製備和薄膜外延生長

    所有的半導體材料都需要對原料進行提純,要求的純度在6個“ 9” 以上,最高達11個“ 9” 以上。提純的方法分兩大類,一類是不改變材料的化學組成進行提純,稱為物理提純;另一類是把元素先變成化合物進行提純,再將提純後的化合物還原成元素,稱為化學提純。物理提純的方法有真空蒸發、區域精製、拉晶提純等,使用最多的是區域精製。化學提純的主要方法有電解、絡合、萃取、精餾等,使用最多的是精餾

    由於每一種方法都有一定的局限性,因此常使用幾種提純方法相結合的工藝流程以獲得合格的材料。絕大多數半導體器件是在單晶片或以單晶片為襯底的外延片上作出的。成批量的半導體單晶都是用熔體生長法制成的。直拉法應用最廣,80%的矽單晶、大部分鍺單晶和銻化銦單晶是用此法生產的,其中矽單晶的最大直徑已達300毫米 。在熔體中通入磁場的直拉法稱為磁控拉晶法,用此法已生產出高均勻性矽單晶

    請參考***

  • 藍光
    Lv 4
    1 0 年前

    好大的題目, 可以寫ㄧ本書哩 !

    1. 體積微型化: 相較於電晶體時代, 目前半導體可以做到更小, 功能更多.

    2. 省電 : 現代半導體多加入節能設計觀念, 不用的部份可以關掉或進入睡眠模式.

    3. 高度整合性 : 除了純數位電路外, 類比訊號亦可整合至VLSI 內.所謂mixed mode 設計. (例如電源, sensor, ...)

    4. 跨界應用: 混合機械(如MENS), 光學, 材料科學,化學, ...

    5. 價格低廉: 例子很多, 如數位相機,..

    6. 應用廣泛: 娛樂, 通訊, 交通, 控制,... (食衣住行?)

    7. 其他

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