半导体材料整理

半导体材料

名词解释：

能带：包括允带和禁带。

允带：允许电子能量存在的能量范围。允带又分为空带、满带、导带、价带。

禁带：不允许电子存在的能量范围。

空带：不被电子占据的允带。

满带：允带中的能量状态（能级）均被电子占据。

导带：电子未占满的允带（有部分电子）。

价带：被价电子占据的允带（低温下通常被价电子占满）。

过冷度：

迁移率：称为电子迁移率，表示单位场强下电子的平均漂移速度，与外加电场无关，与其固有特性有关。

集成度：指单块芯片上所容纳的原件数目。集成度越高，容纳的原件数目越多。

半导体的五大特性：

1.负电阻温度系数；

2.光电导效应；

3.整流效应（单向导通性）；

4.光生伏特效应；

5.霍尔效应。

半导体的分类：

第一代半导体材料，元素半导体材料，以Si和Ge为代表; Si：Eg=1.12 eV

第二代半导体材料，化合物半导体材料，以GaAs，InP等材料为代表;

GaAs：Eg=1.46eV

第三代半导体材料，化合物半导体材料，以GaN，SiC，ZnO等材料为代表; GaN: Eg=3.3 eV

半导体的电阻率、电导率介于导体和绝缘体之间。如何区分导体、半导体和绝缘体？

用电阻率和电导率来区分，测电阻、电阻率。电阻率ρ：导体（10-6~10-3Ω/㎝），半导体（10-4~108Ω/㎝），绝缘体（1010~1018Ω/㎝）电导率σ：导体（103~106?/㎝），半导体（10-8~104?/㎝），绝缘体（10-18~10-10?/㎝）。

半导体导电的条件？有外加电压（载流子运动的驱动力），有自由移动的载流子（载流子运动产生电流）。满的能带中的电子才可以导电。

跃迁

直接带隙半导体→垂直跃迁（直接跃迁）：导带底和价带顶处于k空间同一点；跃迁前后没有动量变化；如GaAs，ZnO，GaN等。

间接带隙半导体→非垂直跃迁（间接跃迁）：导带底和价带顶处于k空间不同一点；如Si，Ge等。

跃迁的种类决定了发光几率，一般情况下，直接带隙半导体的发光几率远大于间接带隙半导体；制作利用电子—空穴复合（LED发光）的发光器件时，一般要用直接带隙半导体。

半导体材料的三大应用领域：

1.集成电路；（Si）

2.太阳能；（Si）

3.LED发光。

半导体掺杂：

n型半导体：在半导体中掺入施主原子形成的杂志半导体称为n型半导体。提供导带电子的杂质称为施主。

p型半导体：在半导体中掺入受主原子形成的杂志半导体称为p型半导体。提供价带空穴的杂质称为受主。