功能材料概论8(半导体材料)
半导体材料导论描述课件
半导体材料在集成电路、微电 子器件、光电子器件等领域发 挥着关键作用，推动着科技的 进步与发展。
半导体材料在能源转换和存储 、传感器、生物医疗等领域也 具有广泛应用，为人类生活带 来便利。
半导体材料的发展趋势与前景
随着科技的不断发展，新型半导体材 料不断涌现，如二维材料、氧化物半 导体等，具有更优异的性能和更广泛 的应用前景。
硅基半导体是指以硅为基底制造 的半导体材料。自20世纪50年 代以来，硅基半导体一直是半导
体产业的主流技术。
目前，硅基半导体在集成电路、 微电子、光电子、通信等领域得 到了广泛应用，是现代信息技术
的基石之一。
随着技术的不断进步，硅基半导 体的性能不断提高，制造成本不 断降低，使得其应用领域不断拓
展。
半导体材料导论描述 课件
目录
• 半导体材料简介 • 半导体材料的物理性质 • 半导体材料的制备与加工 • 半导体材料的发展趋势与挑战 • 案例分析：硅基半导体的应用与发展 • 总结与展望
CHAPTER 01
半导体材料简介
半导体的定义与特性
总结词
半导体的导电能力介于金属和绝缘体之间，其导电能力随温度、光照和杂质等因 素发生变化。
硅基半导体的优势与局限性
硅基半导体的优势在于其成熟度高、 可靠性好、稳定性高、制造成本低等 。
然而，硅基半导体的局限性也很明显 ，如硅材料的带隙较窄、光电性能较 差等，限制了其在某些领域的应用。
硅基半导体的未来发展方向
1
随着科技的不断发展，硅基半导体将继续在高性 能计算、物联网、人工智能等领域发挥重要作用 。
详细描述
半导体是指那些在一定条件下能够导电的材料，其导电能力随温度、光照和杂质 等因素发生变化。在常温下，纯净的半导体通常表现为绝缘体，但当温度升高或 受到光照等外部因素影响时，其导电性能会显著增强。
半导体材料
所以扩散和漂 + + + + + + 移这一对相反 + + + + + + 的运动最终达 到平衡，相当 + + + + + + 于两个区之间 没有电荷运动， + + + + + + 空间电荷区的 厚度固定不变。
扩散运动
PN结的单向导电性
PN结加上正向电压、正向偏置的意
思都是： P区加正、N区加负电压。 PN结加上反向电压、反向偏置的意
按其功能及应用： 微电子材料、光电半导体材料、热电半导体材料、微波 半导体材料、敏感半导体材料等； 按材料种类：无机半导体、有机半导体； 按化学组成：元素半导体、化合物半导体；
按结构：晶态和非晶态半导体
一、 元素半导体
在IIIA族-VIIA
族的金属和非金属
交界处大约有十几
种，如Ge, Si, Se, Te等，其中最重要 的有Si和Ge。
与金属和绝缘体相比， 半导体材料的发现是 最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯 技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界 认可。
半导体的发现实际上可以追溯到很久以前， 1833年，英国法拉第最先发现硫化银的电阻 随着温度的变化情况不同于一般金属，一般 情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但 法拉第是随着温度的上升而降低。这是半导 体现象的首次发现。 1835年，蒙克发现了单向导电现象。
3.2.4 半导体二极管
(1)、基本结构
PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
符号
P 阳极
P
N
N 阴极
(2)、伏安特性 I
半导体材料青少年科普-概述说明以及解释
半导体材料青少年科普-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述半导体材料是一种特殊的材料，具有介于导体和绝缘体之间的电导特性。
在现代科技发展中，半导体材料发挥了重要的作用，应用广泛。
本文将介绍半导体材料的定义和特性，并探讨其在各个领域的应用。
在讲解半导体材料之前，我们将先对本文的结构进行简要介绍。
1.2文章结构文章结构的目的是为了让读者更好地理解和吸收文章的内容。
本文的结构如下：1. 引言：这一部分将概述半导体材料青少年科普的背景和重要性，概括文章的内容和结构，并明确文章的目的。
2. 正文：这一部分将详细介绍半导体材料的定义、特性和应用领域。
其中，将解释半导体材料的基本概念和原理，包括电子能带、禁带宽度、载流子等重要概念。
同时，还将介绍半导体材料在电子学、光电子学、能源等领域的广泛应用，并列举一些具体的实例来说明。
3. 结论：这一部分将总结青少年科普的重要性，强调鼓励青少年学习和探索半导体材料的意义。
同时，还可以提供一些学习和探索的方法和资源，以激发读者的兴趣和热情。
通过以上的结构安排，读者可以清晰地了解到这篇文章的整体内容和安排。
同时，这样的结构也有利于增强读者对半导体材料青少年科普的理解和兴趣，促进他们更深入地学习和探索相关知识。
1.3 目的本文旨在向青少年介绍半导体材料的知识，以培养他们对科学和技术的兴趣，并激发他们对这一领域的学习和探索热情。
具体目的如下：1. 提供基本概念：通过介绍半导体材料的定义和特性，让青少年了解何为半导体以及它们与其他常见材料的区别。
这将为他们进一步学习半导体技术和应用打下坚实的基础。
2. 拓宽科学视野：半导体材料是现代科学和技术的重要基础，应用广泛且前景可观。
通过了解其应用领域，青少年将逐渐认识到半导体技术的重要性，并对这一领域的发展趋势充满好奇。
3. 培养创新思维：半导体材料的研究和应用需要创新的思维和解决问题的能力。
通过学习和探索半导体材料，青少年将锻炼他们的观察力、实验设计和数据分析等科学技能，并在解决实际问题的过程中培养创新思维。
什么是半导体材料
什么是半导体材料
半导体材料是一种在电性能上介于导体和绝缘体之间的材料。
这种特殊材料的电子态介于导体和绝缘体之间，具有晶体结构并且在固态物质中广泛应用。
半导体材料具有许多独特的电学和光学性质，使得它在现代电子器件中扮演着重要的角色。
半导体材料的电导率通常随温度和掺杂杂质浓度的变化而变化，这种特性使得它们可以被用作电子器件的基础材料。
半导体材料的孤对电子能带结构对其电学性质起着关键作用。
在这种材料中，价带是指带有价电子的最高能级，而导带是指带有自由电子的最低能级。
两个带之间的能隙决定了材料电导率的大小。
通过控制材料成分和制备工艺，可以调节半导体材料的电导率和光吸收特性，以满足不同应用的需求。
半导体材料在各种电子器件中都有广泛的应用，例如二极管、场效应晶体管、光伏电池和激光器等。
通过不同的工艺和设计，可以将半导体材料制成各种功能强大的电子器件，从而推动科学技术的发展。
总的来说，半导体材料是一种具有独特电学性质的材料，其电子态介于导体和绝缘体之间。
通过控制材料结构和成分，可以调节半导体材料的电学性质，使其在各种电子器件中发挥关键作用，推动现代科技的发展。
(完整版)半导体材料的分类_及其各自的性能汇总
其中晶态半导体又可以分为单晶半导体和多晶半导体。
上述材料中，锗(Ge)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)都是单晶，是由均一的晶粒有序堆积组成；而多晶则是由很多小晶粒杂乱地堆积而成。
对于非晶态半导体，有非晶态硅、非晶态锗等，它们没有规则的外形，也没有固定熔点，内部结构不存在长程有序，只是在若干原子间距内的较小范围内存在结构上的有序排列，称作短程有序。
另外，在实际应用中，根据半导体材料中是否含有杂质，又可以将半导体材料分为本征半导体和杂质半导体。
在下面的章节中将会介绍，杂质的存在将对材料的性能产生很大的影响。
二. 半导体材料的结构及其性能1.几种半导体材料的结构1.1金刚石结构型材料Si、Ge等Ⅳ族元素有4个未配对的价电子，每个原子只能与周围4个原子共价键合，使每个原子的最外层都成为8个电子的闭合壳层，因此共价晶体的配位数(即晶体中一个原子最近邻的原子数)只能是 4。
方向性是指原子间形成共价键时，电子云的重叠在空间一定方向上具有最高密度，这个方向就是共价键方向。
共价键方向是四面体对称的，即共价键是从正四面体中心原子出发指向它的四个顶角原子，共价键之间的夹角为109°28′，这种正四面体称为共价四面体，见图 1.2。
图中原子间的二条连线表示共有一对价电子，二条线的方向表示共价键方向。
共价四面体中如果把原子粗略看成圆球并且最近邻的原子彼此相切，圆球半径就称为共价四面体半径。
单纯依靠图1.2那样的一个四面体还不能表示出各个四面体之间的相互关系，为充分展示共价晶体的结构特点，图1.3(a)画出了由四个共价四面体所组成的一个Si、Ge晶体结构的晶胞，统称为金刚石结构晶胞，整个Si、Ge晶体就是由这样的晶胞周期性重复排列而成。
它是一个正立方体，立方体的八个顶角和六个面心各有一个原子，内部四条空间对角线上距顶角原子1/4对角线长度处各有一个原子，金刚石结构晶胞中共有8个原子。
金刚石结构晶胞也可以看作是两个面心立方沿空间对角线相互平移 1/4 对角线长度套构而成的。
半导体材料
直接跃迁
间接跃迁
(2) 导带结构
半导体材料的导带结构是比较复杂的，对材料的性能 和应用有明显的影响，下面以 Si、 Ge、 GaAs为例作简 单介绍： a)实验发现 GaAs的导带底附近等能面形状为球面， Ge、 Si的等能面为旋转椭球面。因此GaAs的许多性质 (如电 阻率、磁阻效应等)呈各向同性，可用标量表示, Ge、Si 的许多性质呈各向异性。 b)如果导带极值不在k空间原点，按对称性的要求，必然 存在若干个等价的能谷。具有多个能谷的半导体称为多 能谷半导体，如Ge和Si是典型的多能谷半导体。 如果导带极值在k空间原点处，只有单个极值，称为单 能谷半导体，如GaAs为单能谷半导体。
m*ε H εi 2 m0 ε
εi的意义？
m*为载流子的有效质量，m0为电子的惯性质量,ε为母体 晶体的相对介电系数，H为氢原子的基态电离能。
能带结构
画能带时只需画能量最高的价带和能量最低的导带。价带 顶和导带底都称为带边，分别用Ev和Ec表示它们的能量，带隙 宽度Eg＝Ec-Ev。
以Ge、Si、GaAs的能带为例。可以讨论三个方面：
第二章 各种固体材料及其应用
固体材料
功能材料
电功能材料 主要参考书：
1）«功能材料学概论», 马如璋, 蒋民华, 徐祖雄 主编, 北 京冶金工业出版社, 1999年
2）«新材料概论», 陈光, 崔崇 主编, 科学出版社,2003年
结构材料
磁功能材料
光功能材料 功能转换材料
3) «功能材料概论», 殷景华，王雅珍，鞠刚 主编,哈尔滨工 业大学出版社，1999年
半导体材料的分类
属之间具有半导体性质的元 素有十二种，B，C，Si，P，S，Ge，As，Se，Sn，Sb，Te 和I。其中具备实用价值的元素半导体材料只有硅、锗和硒。 硒是最早使用的，而硅和锗是当前最重要的半导体材料。
半导体材料有哪些元素
半导体材料有哪些元素半导体（ semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。
半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。
如二极管就是采用半导体制作的器件。
半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。
无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。
今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。
锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物），以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。
除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
具有半导体特性的元素，如硅、锗、硼、硒、碲、碳、碘等组成的材料。
其导电能力介乎导体和绝缘体之间。
主要采用直拉法、区熔法或外延法制备。
工业上应用最多的是硅、锗、硒。
用于制作各种晶体管、整流器、集成电路、太阳能电池等方面。
其他硼、碳（金刚石、石墨）、碲、碘及红磷、灰砷、灰锑、灰铅、硫也是半导体，但都尚未得到应用。
在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布着11种具有半导性的元素，下表的黑框中即这11种元素半导体，其中C表示金刚石。
C、P、Se 具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性；Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。
P的熔点与沸点太低，Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。
As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。
B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。
因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。
功能材料概论总复习
LOGO 0.156
（e） 物理吸附储氢 利用吸附储氢材料对氢分子的吸附作用而储氢。吸 附储氢材料主要有分子筛、活性炭、高比表面积活性炭、新型吸附剂 （碳纳米管、碳纳米纤维和纳米石墨等碳纳米材料 ）等。
Ⅰ 碳纳米管
1997.3 单壁碳纳米管中的储氢 ——《nature》 1999.7 碱掺杂的碳纳米管在常压常温下的高吸氢量——《science》 1999.11 室温下在单壁碳纳米管上的储氢——《science》 5wt%~20wt% 2010.2 回顾碳纳米管储氢——《carbon》 1998~2010，CNTS储氢量逐年下降
库柏认为，只要两个电子之间有净的吸引作用，不管这种作用力多么 微弱，它们都能形成束缚态。
这种吸引作用有可能超过电子之间的库仑排斥作用，而表现为净的相 互吸引作用，这样的两个电子被称为库柏电子对。
从能量上看，组成库柏对的两个电子由于相互作用将导致势能降低。
LOGO
、
如右图所示：
电子在晶格点阵中运动，它对周围的正离子有吸引作用，从而 造成局部正离子的相对集中，导致对另外电子的吸引作用。这
物理因素：热、光、幅射、机械力
物理－化学因素：热氧、光氧
LOGO
高聚物的分类
天然高分子材料 合成高分子材料
1、按来源
改性的天然高分子材料 改性合成高分子材料 为了获得具有各种实用性能或改善其成型加工性能，除 基本组分聚合物之外，还要添加各种添加剂，因此严格 地说，高分子化合物与高分子材料的涵义是不同的。 LOGO
当 T<Tc 时，金属内的库柏对开始形成（形成后体系能量下降），这时所有 的库柏对都以大小和方向均相同的动量运动，库柏对在能量上比单个电子运 动要稳定，因此，体系中仅有库柏对的运动，库柏对电子与周围其它电子没 有能量交换，也就没有电阻，金属导体就具有了超导电性 。库柏对的数量 十分巨大 , 当它们向同一方向运动时, 就形成了超导电流 。 由于库柏对引力并不大，当温度较高时，库柏对被热运动打乱而不能成对。 同时，离子在晶格上强烈地不规则振动，使形成库柏对的作用大大减弱。 LOGO
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3. 固溶体半导体
固溶体是由二个或多个晶格结构类似的元素化合物相互溶合而成。元 素半导体或化合物半导体相互溶解而成的半导体材料称为固溶体半导 体。它的一个重要特性是禁带宽度（Eg）随固溶度的成分变化，因此 可以利用固溶体得到有多种性质的半导体材料。例如Ge-Si固溶体Eg 的变化范围约在0.7~1.2ev，GaAs-GaP固溶体Eg变化范围约在 1.35~2.25ev。所以可以利用GaAs1-xPx，随x变化而作出能发不同波长 的发光二极管。Sb2Te3-Bi2Te3相Bi2Se3-Bi2Te3是较好的温差电材料。 固溶体半导体用于制备光电子器件、各种波长的激光器、探测器、光 电子集成电路、特种晶体管等 。 又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二元系固溶体；(ⅢA-VA)-(ⅢA-VA)组成的三元化合物固溶 体，如GaAs-GaP组成的镓砷磷(Ga-As1-xPx)固溶体和(ⅡA-ⅥA)-(ⅡAⅥA)组成的，如HgTe-CdTe两个二元化合物组成的连续固溶体碲镉汞 (Hg1-xCdxTe)等。
在短短20年间，先后出现了上千种化合物半导体材料。
70年代以来，电子技术以前所未有的速度突飞猛进，尤其是微电子 技术的兴起，使人类从工业社会进入信息社会。 微电子技术是电子 器件与设备微型化的技术，一般来说是指半导体技术和集成电路技 术。它集中反映出现代电子技术的发展特点，从而出现了大规模集 成电路和超大规模集成电路。
按组成和结构分类：元素半导体、化合物半导体、固溶体 半导体、非晶态半导体、有机半导体。
1. 元素半导体 元素半导体大约有十几种处于IIIA族-VIIA族的金属与非金 属的交界处，如Si、Ge、B、Se、Te以及S、P、As、Sb、 Sn等的同素异形体。
硅在整个半导体材料占绝对优势。目前，90％以上的半导 体器件和电路都是用Si来制作的。
第七章 半导体材料
电阻率介于导体与绝缘体之间，其范围为10–3~1010Ω·cm 的一种 固体物质。电流是由带正电的空穴和带负电的电子的定向传输 实现的。
7.1 半导体材料发展概述
半导体的发现实际上可以追溯到很久以前，1833年，英国巴拉迪最 先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情 况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的 电阻是随着温度的上升而降低（负电阻温度系数）。这是半导体现 象的首次发现。 1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照 下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被 发现的半导体的第二个特征。 1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向 有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通 的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效 应，也是半导体所特有的第三种特性。同年，舒斯特又发现了铜与 氧化铜的整流效应。
GaN的电学特性是影响器件的主要因素。 未有意掺杂的GaN在各种情况下都呈n型，最好的样品的电子浓度约 为4×1016/cm2，一般情况下所制备的p型样品，都是高补偿的。 宽带隙化合物半导体材料，有很高的禁带宽度（2～6.2eV)，可以覆 盖红、黄、绿、蓝、紫和紫外光谱范围 ，是到目前为止其它任何半 导体材料都无法达到的。 主要在蓝光和紫光发射器件上应用。 国内外倍加关注的半导体照明是一种新型的高效、节能和环保光源， 将取代目前使用的大部分传统光源，被称为21世纪照明光源的革命， 而GaN基高效率、高亮度发光二极管的研制是实现半导体照明的核 心技术和基础。
室温下GaN禁带宽度为3.4 eV。
在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。 高频特性，可以达到300G Hz（硅为10G，砷化镓为80G） 高温特性，在300℃正常工作（非常适用于航天、军事和其它高温环 境） 电子漂移饱和速度高、介电常数小、导热性能好 耐酸、耐碱、耐腐蚀（可用于恶劣环境） 高压特性（耐冲击，可靠性高） 大功率（制备通讯设备非常需要）
5.有机半导体
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，一般指具有半导体性质的碳-碳双键有机化合物，苯的衍生 物，萘、蒽等。一些有机半导体具有良好的性能，如聚乙烯咔 唑衍生物有良好的光电导特性，光照后电导率可改变两个数量 级。C60也属有机半导体。
7.3 化合物半导体材料
7.3.1 砷化镓（GaAs）
由于太空中几乎没有重力，在这种特殊的环境中，各种比重不同的物质 可以在一起“和平共处”，几乎没有地面上的对流和沉淀等现象，可以 生长出地面上得不到的结构完整、性能优良的晶体材料。
7.2 半导体材料基本概念和分类
7.2.1 半导体材料基本概念
7.2.2 半导体材料的分类
按功能和应用分为：微电子材料、光电半导体材料、热电半导 体材料、微波半导体材料、敏感半导体材料等；
与锗，硅材料发展并行， 化合物半导体材料的研制也早在50年代初 就开始了。1952年人们发现ⅢA-VA族化合物是一种与锗、硅性质类 似的半导体材料，其中砷化镓(GaAs)具有许多优良的半导体性质。 随后各种GaAs 器件如GaAs激光器，微波振荡器(耿氏效应器件)等几 十种GaAs器件相继出现。
随着GaAs化合物半导体材料的出现，其他化合物半导体材料如ⅡAⅥA族化合物、三元和多元化合物等也先后制备成功。
c. IVA族元素之间组成的IVA-IVA族化合物半导体，如SiC等。 d. IVA和VIA族元素组成的IVA-VIA族化合物半导体，如GeS、GeSe、 SnTe、PbS、PbTe等共9种。 e. VA族和VIA族元素组成的VA-VIA族化合物半导体，如AsSe3、AsTe3、 AsS3、SbS3等。 （2）多元化合物半导体
发光效率比其它半导体材料要高得多，可以制备发光二极管，光电器件 和半导体激光器等。GaAs在无线通讯方面具有众多优势，GaAs是功率放 大器的主流技术。
砷化镓 硅
最大频率范围
最大操作温度 电子迁移速率 抗辐射性 聚光能 高频下使用 功率耗损 元件大小 材料成本 产品良率
2～300GHz
200oC 高 高 是 杂讯少 小 小 高 低
利用非晶硅(a-Si)材料制成了太阳能电池(Solarcell)和其他非晶硅器 件：如存贮器件，传感器件、视频器件、 MOS（金属氧化物半导 体 metal oxide semiconductor）晶体管等器件，都已获得可喜的 进展和成果。 然而，现阶段无论是非晶半导体的理论，还是它在技术领域中的 应用，都只是刚刚被开拓，有的还很不成熟，仍有许多工作尚待 深入，但非晶半导体的前景是很广阔的。 此外，利用多种化学和物理气相淀积技术，可制造一系列薄膜晶 体，其中分子束外延的成功使人为改变晶体结构、制造超晶格材 料成为可能。 在宇航微重力条件下对晶体生长的一系列研究，为半导体材料的 发展，提供了光明的前景。（神舟二号 - 太空实验室）
国际上于1941年开始用多晶硅材料制成检波器，可以认为是半导 体材料应用的开始。 1948~1950年用切克劳斯基法成功地拉出了锗单晶，并用它制成了 世界第一个具有放大性能的锗晶体三极管(点接触三极管)。 1951年用四氯化硅还原法制出了多晶硅，第二年用直拉法成功地 拉出世界上第一根硅单晶，同年制出了硅结型晶体管，从而大大 推进了半导体材料的广泛应用和半导体器件的飞速发展。 20世纪60年代初，出现了硅单晶薄层外延技术，特别是硅平面工 艺和平面晶体管的出现，以及相继出现的硅集成电路，对半导体 材料质量提出了更高的要求。这促使硅材料在提纯，拉晶、区熔 等单晶制备方法方面进一步改进和提高，开始向高纯度，高完整 性、高均匀性和大直径方向发展。
周期 2 3 4 锌Zn ⅡB ⅢA 硼B 铝Al 镓Ga ⅣA 碳C 硅Si 锗Ge ⅤA 氮N 磷P 砷As 硫S 硒Se ⅥA ⅦA
5
镉Cd
铟In
锡Sn
锑Sb
碲Te
碘I
2. 化合物半导体
（1）二元化合物半导体 a. IIIA族和VA族元素组成的IIIA-VA族化合物半导体。即Al、Ga、In 和P、As、Sb组成的9种IIIA-VA族化合物半导体，如AlP、AlAs、 Alsb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb等。 b. IIB族和VIA族元素组成的IIB-VIA族化合物半导体，即Zn、Cd、Hg 与S、Se、Te成的12种IIB-VIA族化合物半导体，如CdS、CdTe、 CdSe等。
4. 非晶态半导体
非晶态物质的特征是原子排列没有规律。从长程看杂乱无章，有时 也叫无定形物质。在非晶态材料中有一些在常态下是绝缘体或高阻 体，但是在达到一定值的外界条件（如电场、光、温度等）时，就 呈现出半导体电性能，称之为非晶态半导体材料，也叫玻璃态半导 体。主要有非晶Si、非晶Ge、非晶Te、非晶Se等元素半导体及 GeTe，As2Te3，Se2As3等非晶化合物半导体。非晶态半导体材料 在开关元件、记忆元件、固体显示、热敏电阻和太阳能电池等的应 用方面都有令人鼓舞的前景。例如，a-Si 太阳能电池产量已占总太 阳能电池产量的30％，它不仅占领了计算器等家用电器电源的市场， 而且装备了太阳能电池汽车和模型飞机；500kW的电站己投入试运 行。
它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好 （几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力。
在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前 景，是很优越的微波材料，其硬度高，又是一种良好的涂层保护材 料。
在室温下，GaN不溶于水、酸和碱；在热的碱溶液中以非常缓慢的 速度溶解；NaOH、H2SO4和H3PO4能较快地腐蚀质量差GaN，可用 于这些质量不高的GaN晶体的缺陷检测；GaN在HCL或H2气中，在 高温下呈现不稳定特性；而在N2气下最为稳定。