Transcript 半导体材料

第二章 半导体材料
半导体材料
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目前用于制造半导体器件的材料有：
元素半导体（Si Ge）
化合物半导体（GaAs InSb）
本征半导体： 不含任何杂质的纯净半导体，
其纯度在99.999999%（8~10个9）。
掺杂半导体：半导体材料对杂质的敏感性非常
强，例如在Si中掺入千万分之一的磷( P )或者硼
（B），就会使电阻率降低20万倍。
硅的电阻率与掺
杂（载流子）浓
度的关系
电子和空传导穴
用砷来做N型掺杂的硅
用硼来做P型掺杂的硅
多出的 电子
空穴
N型半导体中的电子传导
P半导体中的空穴传导
t
t
电子方向
t
t
空穴方向
掺杂半导体的特性
N 型
P 型
1. 导电
2. 极性
3. 掺杂术语
电子
负
空穴
正
授主
受主
4. 在硅中掺杂
砷、磷、锑
硼
化合物半导体
化合物半导体由元素周期表中的第Ⅱ族、第Ⅲ
族、第Ⅳ族、第Ⅵ族形成。其中用的最多的是
砷化镓（GaAs）、磷砷化镓（GaAsP）等。主
要用来制作发光二极管和微波器件。
 化合物半导体的特点：
1、载流子的迁移率比硅高，这种特性使得在通
信系统中比Si器件更快的响应高频微波并有效
地把它们转变为电流。
2、抗辐射能力强。
3、制造成本较Si大，而且没有天然的氧化物。
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对材料的要求：
由于诸如材料的结构、获得的方法及各自的
作用，加上杂质、缺陷对器件性能的影响，对
他们的要求也不尽相同，对常用的Si、Ge、
GaAs其选用的指标主要有：
1、导电类型（P型或N型）
2、电阻率
3、少子寿命
4、晶格的完整性（晶体缺陷要求少于一定数
量）
5、纯度高（对要求以外的其它杂质越少越好）
6、晶向（因为晶体的各向异性，所以不同的器
件要求的晶向不同）
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