第二章 半导体材料半导体材料
目前用于制造半导体器件的材料有:
元素半导体( Si Ge)
化合物半导体( GaAs InSb)
本征半导体,不含任何杂质的纯净半导体,
其纯度在 99.999999%( 8~10个 9) 。
掺杂半导体,半导体材料对杂质的敏感性非常强,例如在 Si中掺入千万分之一的磷 ( P )或者硼 ( B),就会使电阻率降低 20万倍 。
硅的电阻率与掺杂(载流子)浓度的关系电子和空传导穴用砷来做 N型掺杂的硅 用硼来做 P型掺杂的硅多出的电子空穴
N型半导体中的电子传导 P半导体中的空穴传导电子方向 空穴方向
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掺杂半导体的特性
N 型 P 型
1,电导 电子 空穴
2,性极 负 正
3,杂术语掺
4,硅中掺杂在授主 受主砷、磷、锑 硼
化合物半导体化合物半导体由元素周期表中的第 Ⅱ 族,第 Ⅲ
族,第 Ⅳ 族,第 Ⅵ 族形成 。 其中用的最多的是砷化镓 ( GaAs),磷砷化镓 ( GaAsP) 等 。 主要用来制作 发光二极管 和 微波器件 。
化合物半导体的特点:
1,载流子的迁移率比硅高,这种特性使得在通信系统中比 Si器件更快的响应高频微波并有效地把它们转变为电流 。
2、抗辐射能力强。
3,制造成本较 Si大,而且没有天然的氧化物 。
对材料的要求:
由于诸如材料的结构,获得的方法及各自的作用,加上杂质,缺陷对器件性能的影响,对他们的要求也不尽相同,对常用的 Si,Ge、
GaAs其选用的指标主要有:
1,导电类型 ( P型或 N型 )
2,电阻率
3,少子寿命
4,晶格的完整性 ( 晶体缺陷要求少于一定数量 )
5,纯度高 ( 对要求以外的其它杂质越少越好 )
6,晶向 ( 因为晶体的各向异性,所以不同的器件要求的晶向不同 )