第一代半导体材料.pptVIP

×××2018年3月22日第一代半导体材料 目录概述第一代半导体材料第一代半导体材料性能及应用对于半导体而言，其带隙较窄，当温度升高或者受光照或者经过掺杂后，半导体价带中的电子很容易就能够从价带跃迁到导带，此时半导体的载流子数量大量增加，其导电性能也就大大增加了。因此，半导体的带隙对半导体导电特性起决定性作用，决定了它有很多特殊的性质，而这些特性在半导体器件和集成电路制造中起着关键作用。

一、概述第一代第一代半导体是“元素半导体”，典型如：硅基和锗基半导体，其中以硅基半导体技术较成熟，应用也较广泛。半导体五大特性∶掺杂性，热敏性，光敏性，光生伏特特性，整流特性。单晶硅棒硅晶圆片基于硅材料电子产品1.本征半导体本征半导体：纯净的单晶半导体以单晶硅为例：半导体中载流子：自由电子和空穴。一定温度下自由电子和空穴的浓度达到一定，形成动态平衡。

受热激发二、第一代半导体材料2.杂质半导体杂质半导体:掺入杂质的本征半导体。

(1)N型半导体

N型半导体中,自由电子是多

数载流子，空穴是少数載流子。N型半导体主要靠自由电子导电，掺入杂质越多，自由电子浓度越

高，导电性越强。

多数载流子2.杂质半导体

(2)P型半导体

P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，多子浓越高，导电性越越强，实现导电性可控。

多数载流子施主原子

1.掺杂特性掺入微量的杂质（简称掺杂）能显著地改变半导体的导

电能力。杂质含量改变能引起载流子浓度变化，实现半

导体导电性能的可控性。制成P型或N型半导体三、第一代半导体材料性能及应用2.温度特性温度特性:半导体的导电能力随温度升高而迅速增加，不同于金属的正的电阻温度系数。热敏电阻(?thermosensitive?resistance)。用途:电子线路元件的温度补偿或专用检测元件

3.光电导特性光电导现象:半导体导电能力随光照而发生变化。例如半导体硒，它的电阻值有随光强的增加而急剧减小的现象。光敏电阻(?photosensitive?resistance)。用途:光控开关，自动控制。

4.光生伏特效应光生伏特:光照在PN结上，产生电子-空穴对，在内建电场作用下，产生光生电势。可用于太阳能电池的制造。

太阳能电池及原理5.整流特性整流:半导体电阻率与所加电场方向有关。硅单晶材料和晶体管的发明，硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命。

二极管的伏安特性晶体二级管三级管大规模集成电路信息时代