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1、1福建工程学院福建工程学院 电子科学与技术专业电子科学与技术专业陈知新陈知新第2章 半导体材料和化学品的性质9纯硅11N N N N型半导体型半导体型半导体型半导体P P P P型半导体型半导体型半导体型半导体施主杂质施主杂质施主杂质施主杂质受主杂质受主杂质受主杂质受主杂质14指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度15为何选择硅为何选择硅占地壳成分占地壳成分25%硅硅1412 锗锗937 绝缘体绝缘体 相似的膨胀系数相似的膨胀系数自然界硅主要存在于：自然界硅主要存在于：SiO2(硅土、玻璃、无色水硅土、玻璃、无色水晶、石英、玛瑙
2、、猫眼石等晶、石英、玛瑙、猫眼石等)和其他硅酸盐中。和其他硅酸盐中。18异质结：两种不同的半导体相接触所形成的界面区异质结：两种不同的半导体相接触所形成的界面区 域。域。按照两种材料的导电类型不同，异质结可分为按照两种材料的导电类型不同，异质结可分为同型异质结（同型异质结（P-p结或结或N-n结）和异型异质结）和异型异质(P-n或或p-N)结。结。通常形成异质结的条件是：两种半导体有相似通常形成异质结的条件是：两种半导体有相似的晶体结构、相近的原子间距和热膨胀系数。的晶体结构、相近的原子间距和热膨胀系数。利用界面合金、外延生长、真空淀积等技术，利用界面合金、外延生长、真空淀积等技术，都可以制造
3、异质结。都可以制造异质结。异质结常具有两种半导体各自的异质结常具有两种半导体各自的PN结都不能达结都不能达到的优良的光电特性，使它适宜于制作超高速开关到的优良的光电特性，使它适宜于制作超高速开关器件、太阳能电池以及半导体激光器等。器件、太阳能电池以及半导体激光器等。19第三代半导体材料第三代半导体材料宽禁带半导体材料宽禁带半导体材料宽禁带半导体材料宽禁带半导体材料 ：EgEg大于或等于大于或等于大于或等于大于或等于2.3ev2.3ev主要包括金刚石、碳化硅主要包括金刚石、碳化硅(SIC)和氮化镓和氮化镓(GaN)等，具有禁带宽度大，等，具有禁带宽度大，电子漂移饱和速度高、介电常数小、导电性能好
4、的特点，其本身具电子漂移饱和速度高、介电常数小、导电性能好的特点，其本身具有的优越性质及其在微波功率器件领域应用中潜在的巨大前景，非有的优越性质及其在微波功率器件领域应用中潜在的巨大前景，非常适用于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件。常适用于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件。第一代半导体材料主要是指硅、锗元素半导体材料第一代半导体材料主要是指硅、锗元素半导体材料 第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓(GaAs)、锑化铟（锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAs
5、P；还有；还有一些固溶体半导体，如一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体；玻璃半导体(又称非晶又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。27每开(英文carat、德文karat的缩写，常写作k)含金量为4.166%，18k=18*4.166%=74.998%,24k=24*4.166%=99.984%24K含金含金99%，22K含含91.7%，18K含含75.1%，14K含含58,5%，12K含含50%。千足金千足金含量为含量为99.9%，俗称三个，俗称三个9。足金足金含量为含量为99.0%，以上，俗称二个，以上，俗称二个9。28