本文中，小編將對半導體材料的特性參數(shù)以及半導體雜質(zhì)予以介紹，如果你想對半導體的詳細情況有所認識，或者想要增進對半導體的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、半導體材料以及特性參數(shù)

半導體材料是一類具有半導體性能，用來制作半導體器件的電子材料。常用的重要半導體的導電機理是通過電子和空穴這兩種載流子來實現(xiàn)的，因此相應的有N型和P型之分。半導體材料通常具有一定的禁帶寬度，其電特性易受外界條件(如光照、溫度等)的影響。不同導電類型的材料是通過摻入特定雜質(zhì)來制備的。雜質(zhì)(特別是重金屬快擴散雜質(zhì)和深能級雜質(zhì))對材料性能的影響尤大。

因此，半導體材料應該具有高純度，這不僅要求用于制造半導體材料的原材料具有相對高的純度，而且還要求超凈的生產(chǎn)環(huán)境以最小化生產(chǎn)中的雜質(zhì)。大多數(shù)半導體材料是晶體，并且半導體器件對材料的晶體完整性有更高的要求。另外，對材料的各種電參數(shù)的均勻性有嚴格的要求。

半導體材料是一類功能材料，在室溫下其導電性介于絕緣材料之間。 導電是通過兩種類型的載流子實現(xiàn)的：電子和空穴，并且室溫下的電阻率通常在105到107歐姆之間。

半導體材料的特征參數(shù)包括禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率、非平衡載流子壽命和位錯密度。禁帶寬度由半導體的電子狀態(tài)和原子構型決定，并且反映了將這種材料的原子中的價電子從結合態(tài)激發(fā)到自由態(tài)所需的能量。電阻率和載流子遷移率反映了材料的電導率。

非平衡載流子壽命反映了在外部作用(例如光或電場)下半導體材料的內(nèi)部載流子從非平衡狀態(tài)到平衡狀態(tài)的弛豫特性。位錯是晶體中最常見的缺陷類型，位錯密度用于測量半導體單晶材料的晶格完整性程度。對于非晶半導體材料，此參數(shù)不可用。

二、半導體雜質(zhì)

半導體中的雜質(zhì)對電阻率有很大影響。 當在半導體中摻雜少量雜質(zhì)時，雜質(zhì)原子附近的周期性電勢場受到干擾并形成額外的限制狀態(tài)，這會在禁帶中產(chǎn)生雜質(zhì)能級。例如，當四價元素鍺或硅晶體摻雜有五價元素磷、砷、銻和其他雜質(zhì)原子時，雜質(zhì)原子是晶格的分子，并且其五個價電子中的四個與周圍的鍺有關 (或硅)原子形成共價鍵，多余的電子鍵合在雜質(zhì)原子附近，產(chǎn)生類似氫的能級。雜質(zhì)能級位于導帶底部附近的禁帶上方。雜質(zhì)能級上的電子容易被激發(fā)到導帶成為電子載流子?？梢蕴峁╇娮虞d流子的這種雜質(zhì)稱為施主，相應的能級稱為施主能級。 供體能級上的電子躍遷到導帶所需的能量遠小于從價帶到導帶激發(fā)所需的能量。當微量三價元素硼、鋁、鎵和其他雜質(zhì)原子摻雜到鍺或硅晶體中時，雜質(zhì)原子與周圍的四個鍺(或硅)原子形成沒有電子的共價鍵，因此存在空位。 空位的相應能量狀態(tài)是雜質(zhì)能級，通常位于價帶附近的禁帶以下。 價帶中的電子容易被激發(fā)到雜質(zhì)能級以填補該空位，從而使雜質(zhì)原子變成負離子。價帶中由于缺少一個電子而形成一個空穴載流子。這種能提供空穴的雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。存在受主雜質(zhì)時，在價帶中形成一個空穴載流子所需能量比本征半導體情形要小得多。半導體摻雜后其電阻率大大下降。加熱或光照產(chǎn)生的熱激發(fā)或光激發(fā)都會使自由載流子數(shù)增加而導致電阻率減小，半導體熱敏電阻和光敏電阻就是根據(jù)此原理制成的。對摻入施主雜質(zhì)的半導體，導電載流子主要是導帶中的電子，屬電子型導電，稱N型半導體。摻入受主雜質(zhì)的半導體屬空穴型導電，稱P型半導體。半導體在任何溫度下都能產(chǎn)生電子-空穴對，故N型半導體中可存在少量導電空穴，P型半導體中可存在少量導電電子，它們均稱為少數(shù)載流子。在半導體器件的各種效應中，少數(shù)載流子常扮演重要角色。

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