第一页:
大家都知道自然界的物质的存在形式丰富多样,我们可以根据导电特性向他们进行区分,第一类是导体,比如大家熟悉的各种金属,第二类是绝缘体,例如,玻璃橡胶等等。除了导体和绝缘体之外还有一类物质,它的导电特性介于两者之间,我们称其为半导体。例如锗,硅,砷化镓和一些硫化物,氧化物等等。其中锗是最早使用的一种半导体材料,它为我们带来了两个诺贝尔奖,第一个晶体管和第一块集成电路。然而锗在地球上的分布非常分散,而且稳定性较差,随着提升工艺的提升。硅逐渐成为一种主流的半导体材料,例如美国的硅谷之所以得名,就是因为它是最早生产半导体芯片的地方。随着应用对期间速度的需求不断提升,以砷化镓为代表的第二代半导体材料崭露头角。它更加适合于制造,大功率,高精度,高速度的半导体器件。这在军事航天里面有着广泛的需求。而目前硅仍然是一种主流的半导体材料,因此本课程将以硅为主要的对象来研究半导体材料。
第二页:
半导体之所以能够改变我们的世界,就是因为它具有一些神奇的导电特性。
热敏性:
首先它具有热敏性,当环境温度升高的时候,半导体的导电能力将会显著增强。因此我们可以根据这样的特性生产出很多热敏元件。例如热敏电阻等等。
光敏性:
此外它还具有光敏性,当受到光照的时候,半导体材料的导电能力也可能发生显著的变化。据此我们可以生产出很多光敏元件,例如光敏电阻,光敏二极管和光敏三极管等等。
第三页:
而我们最重要的一种半导体的导电特性是它的掺杂性。所谓的掺杂性是指我们在纯净的半导体中掺入微量的杂质,那么半导体的导电能力就可能有百万倍的增长,获得全新的生命力。
而我们正是利用半导体的掺杂性掺入某些特定的微量元素,人为的精确的来控制半导体的导电能力。这样我们就可以得到各种半导体器件,包括二极管,晶体管和场效应管等等。
第四页:
那么为了进行精确的掺杂,我们首先必须得到纯净的半导体。那这就是本征半导体,我们将完全纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体,制造半导体器件的半导体材料的精度要求非常高,需要达到九个九这样的量级。
本征半导体在物理结构上是呈现晶体的形态,其中原子的排列非常整齐。例如对于硅原子来说。
由于硅是四价元素,因此它的外围有四个价电子。那么相邻的硅原子的价电子相互结合就可以形成共价键。
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
全部0条评论
快来发表一下你的评论吧 !