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半导体材料论文.doc论述半导体材料一、 半导体材料的分类;半导体材料是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。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)Q/cm范围内。半导体材料可按化学组成来分,再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、化合物半导体、有机半导体、固溶体半导体和非晶态与液态半导体。元素半导体大约有十几种,处于IHA族一VHA族的金属元素与非金属元素交界处,如Ge,Si,Se,Te等;化合物半导体分为二元化合物半导体和多元化合物半导体;有机半导体分为有机分子晶体、有机分子络合物、和高分子聚合物,•般指具有半导体性质的碳-碳双键有机化合物,电导率为10T0~102Q・cm。固溶体半导体是由两个或多个晶格结构类似的元素化合物相融合而成,有二元系和三元系之分,如IVA-IVA组成的Ge-Si固溶体,VA-VA组成的Bi-Sb固溶体。原子排列短程有序、长程无序的半导体成为非晶态半导体,主要有非晶硅、非晶铐等。二、 半导体材料的特性参数;半导体材料的特性参数对半导体的应用甚为重要,因为不用的性质决定着不同的用途。下面介绍晶体管、光电器件和温差电器件对半导体材料特性的要求。晶体管对半导体材料特性的要求:根据晶体管的工作原理,要求材料有较大的非平衡载流子寿命和载流子迁移率。用载流子迁移率大的材料制成的晶体管可以工作于更高的频率(有较好的频率响应)。晶体缺陷会影响晶体管的特性甚至使其失效。晶体管的工作温度高温限决定于禁带宽度的大小。禁带宽度越大,品体管正常工作的高温限也越高。光电器件对材料特性的要求:利用半导体的光电导(光照后增加的电导)性能的辐射探测器所适用的辐射频率范围与材料的禁带宽度有关。材料的非平衡载流子寿命越大,则探测器的灵敏度越高,而从光作用于探测器到产生响应所需的时间(即探测器的弛豫时间)也越长。因此,高的灵敏度和短的弛豫时间二者难于兼顾。对于太阳电池来说,为了得到高的转换效率,要求材料有大的非平衡载流子寿命和适中的禁带宽度()。晶体缺陷会使半导体发光二极管、半导体激光二极管的发光效率大为降低。温差电器件对材料特性的要求:为提高温差电器件的转换效率首先要使器件两端的温差大。当低温处的温度(一般为环境温度)固定时,温差决定于高温处的温度,即温差电器件的工作温度。为了适应足够高的工作温度就要求材料的禁带宽度不能太小,其次材料要有大的温差电动势率、小的电阻率和小的热导率。三、半导体材料的应用举例;:硅在当前的应用相当广泛,他不仅是半导体集成电路、半导体器件和硅太阳能电池的基础材料,而且用半导体制作的器件和产品已经大范围进入我们的日常生活,人们的家用电器80%以上都离不开硅材料。错是稀有元素,地壳中含量较少,由于错有特殊的性质使得它的应用主要集中在制作各种二极管和三极管等。有机半导体材料:有机物半导体具有热激活电导率,如聚丙烯和聚二乙烯苯以及碱金属和蕙:的络合物,有机半导体材料可分为有机物,聚合物和给体受体络合物三类。有机半导体芯片等产品生产能力差,但是拥有加工处理方便,结实耐用,成本低廉等特性。非晶半导体材料:非晶半导体按键的合力性质分为共价键非晶半导体和离子键非晶半导体两类,可以用