Большинство современных электронных продуктов, таких как компьютеры, мобильные телефоны или цифровые магнитофоны, очень тесно связаны с полупроводниками. Итак, что такое полупроводник? Определение полупроводника можно проиллюстрировать с разных точек зрения. Во-первых, давайте узнаем, что такое полупроводниковые материалы. См. Таблицу распространенных полупроводниковых материалов ниже:
| Тип | Группа | Материал |
| Простое вещество / элемент полупроводник | Si, Ge, Se | |
| Бинарный составной полупроводник | III-V группа | GaN, GaP, GaAs, AlN, InP |
| II-VI группа | ZnO, CdS, CdSe, CdTe | |
| IV-IV группа | SiC, C | |
| IV-VI группы | PbTe | |
| V-VI группа | Bi2Te3 | |
| III-VI группа | GaTe, Ga2O3 | |
| I-VI группа | Cu2O | |
| Трехкомпонентный полупроводник | I-III-VI группы | CulnSe2 |
| II-IV-V группа | CdSnAs2 | |
| I-VIII-VI группы | CuFeS2 | |
| Перовскита | CaTiO3 | |
| Другие | Множественные соединения | InGaZnO |
| Примесный полупроводник
Полупроводник в твердом растворе |
Часто используемые элементы:
Первое подсемейство, Второе подсемейство, Третья-шестая основные семьи |
Среди различных полупроводниковые материалы перечисленные в таблице, кремний является наиболее популярным в коммерческих приложениях, которые могут быть предложены PAM-СЯМЫНЬ. Чтобы хорошо знать полупроводниковые материалы, определения полупроводников вводятся следующим образом:
1. Определение полупроводника с точки зрения электропроводности и свойств твердого тела.
Согласно первому утверждению, в мире есть три типа твердых тел: проводники, полупроводники и изоляторы. Для электричества полупроводникового определения,Этоотносится к твердым телам с проводимостью между проводниками и изоляторами при комнатной температуре. Мы обычно называем изоляторами твердые тела с плохой проводимостью, такие как уголь, искусственные кристаллы, янтарь, керамика и т. Д .; а металлы с лучшей проводимостью, такие как золото, серебро, медь, железо, олово, алюминий и т. д., называются проводниками.
Это качественное заявление. Если требуется количественный анализ, калибровка проводимости определяется законом Ома U = IR. U - напряжение на материале, I - ток проводимости материала, R - сопротивление материала; R = ρl / S используется для исключения влияния формы материала. Ρ обозначает измеряемое удельное сопротивление, l - длина материала, а S - площадь поперечного сечения материала.
Типичные материалы проводников - различные металлы, а размер удельного сопротивления при комнатной температуре составляет 10 ^ -8 Ом · м;
Удельное сопротивление полупроводникового кремния составляет 10-6 Ом · м;
Удельное сопротивление изоляционной бумаги составляет от 10 ^ 6 до 10 ^ 14 Ом · м.
Из приведенного выше объяснения видно, что разница в удельном сопротивлении между диэлектриком и полупроводником не так велика, как разница между полупроводником и проводником. Кремний также можно рассматривать как изолятор. Поэтому бессмысленно обсуждать полупроводники с удельным сопротивлением при комнатной температуре.
2. Определите полупроводник с точки зрения проводимости.
Второй аргумент - это физика определения полупроводника, основанная на более глубоком уровне проводимости: удельное сопротивление проводника увеличивается с температурой, а удельное сопротивление полупроводников уменьшается с температурой. Вообще говоря, носителями являются электроны и дырки. Движение электронов действительно существует, а движение дырок фактически эквивалентно ограничению движения электронов.
Поскольку решетка / электрон взаимодействует с проводящими частицами (электронами и т. Д.), Сопротивление препятствует движению проводящих частиц. Основным фактором, определяющим удельное сопротивление, является плотность проводящих частиц-электронов. Электронная плотность одиночного металла 10 ^ 23 / см3. Когда температура повышается, взаимодействие между электронами увеличивается, поэтому увеличивается удельное сопротивление. При повышении температуры электроны в полупроводнике перестанут быть связаны кристаллической решеткой и станут проводящими свободными электронами, и сопротивление упадет.
Однако определение физики полупроводников не является полным.
Для отдельного металла удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры, что является линейной зависимостью; а сплавы различных металлов могут получить стандартное сопротивление, удельное сопротивление которого практически не изменяется при изменении температуры. В то время как удельное сопротивление диэлектриков и полупроводников уменьшается с увеличением температуры, что не является линейной зависимостью. Он относится к нелегированному полупроводнику - собственному полупроводнику.
Вы можете видеть, что полупроводники и изоляторы на самом деле объединены, и фактическое использование полупроводниковых материалов не характеризует это свойство.
3. Объясните Semiconductor через ENergy Bи Tтеория
Дальнейший анализ и определение физики полупроводников ниже относятся к зоне проводимости.
3.1 Энергетическая зона полупроводника
Валентные электроны в проводнике не заполняют энергетическую зону, в то время как валентные электроны полупроводника и изолятора полностью занимают энергетическую зону. Поскольку энергетическая полоса полностью заполнена, она должна перейти в предыдущую энергетическую зону, чтобы провести электричество.Такой полупроводник называется собственным полупроводником. ТСередина - это ширина запрещенной зоны, а соответствующая энергия называется шириной запрещенной зоны. Однако, если ширина запрещенной зоны меньше, электроны все еще могут пересекать запрещенную зону / запрещенную зону.под действием комнатной температуры / напряжения, которые могут свободно перемещаться и иметь проводимость. Поэтому материалы с шириной запрещенной зоны около 2 эВ называются полупроводниками. Фактически, с введением третьего поколения полупроводников (широкозонных полупроводников) соответствующий AlN с шириной запрещенной зоны 6.2 эВ считается полупроводником.
На самом деле никакой существенной разницы между полупроводниками и изоляторами нет. На противоположной стороне проводника находится непроводник. Непроводник представляет собой множество ситуаций: при какой температуре, при каком давлении, при каком напряжении, в каком магнитном поле и т. Д., По которым можно судить о проводнике или нет. Пока есть запрещенная зона, это изолятор. Однако при определенных внешних условиях изолятор можно превратить в проводник. Если это условие возможно и может быть использовано в электронной и электротехнической промышленности, этот тип изолятора является полупроводником.
Полуизолятор имеет то же значение, что и полупроводники. Дословный перевод должен быть квазиизолятором, который можно преобразовать в проводник. Удельное сопротивление карбида кремния высокой чистоты чрезвычайно низкое, но введение некоторых частиц может изменить локальную проводимость. (Примечание: незрелое понимание.)
3.2 Применение энергетического диапазона
Что касается применения, мы не будем использовать только энергетическую полосу одного материала, а будем комбинировать или добавлять различные материалы, чтобы сформировать нужную нам структуру энергетических зон. Например, PN-переход, состоящий из полупроводника P-типа и полупроводника N-типа; МОП-транзистор, состоящий из полупроводника P-типа + полупроводника N-типа + проводника + изолятора.
Самый подходящийзона проводимости определения полупроводникавещество с запрещенной зоной / запрещенной зоной. Полупроводниковый материал - это материал, запрещенная зона которого может использоваться для производства и жизни. Не все запрещенные зоны могут быть использованы, и даже если они могут быть использованы. Только полупроводниковый материал с запрещенной зоной имеет больше преимуществ, чем эти коммерчески доступные материалы, материал может быть использован.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресу victorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.