第三章 电性材料.ppt

N型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。+4+4+5+4多余电子磷原子第30页，共76页，星期日，2025年，2月5日P型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子。+4+4+3+4空穴硼原子第31页，共76页，星期日，2025年，2月5日杂质半导体的示意表示－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体第32页，共76页，星期日，2025年，2月5日单晶硅棒(直拉法)第33页，共76页，星期日，2025年，2月5日硅（111）晶面图第34页，共76页，星期日，2025年，2月5日第35页，共76页，星期日，2025年，2月5日硅在太阳能电池上的应用单晶硅多晶硅非晶硅第36页，共76页，星期日，2025年，2月5日第37页，共76页，星期日，2025年，2月5日第38页，共76页，星期日，2025年，2月5日第39页，共76页，星期日，2025年，2月5日砷化镓——第二代半导体材料特点：化合物半导体，晶体结构是闪锌矿型，禁带宽度为1.43eV容易制成半绝缘材料(电阻率107~109Ω·cm)本征载流子浓度低光电特性好耐热、抗辐射性能好和对磁场敏感用途：光电材料，适合于制造高频、高速的器件和电路，发光二极管、场效应晶体管等。第40页，共76页，星期日，2025年，2月5日砷化镓第41页，共76页，星期日，2025年，2月5日氮化镓——第三代半导体材料氮化镓及其相关氮化物材料：是指元素周期表中ⅢA族元素铝、镓、铟和Ⅴ族元素氮形成的化合物(AlN、GaN、InN，)以及由它们组成的多元合金材料(InxGa1-xN，AlxGa1-xN）等。第42页，共76页，星期日，2025年，2月5日特点：三种晶体结构：纤锌矿、闪锌矿和岩盐矿宽禁带半导体材料：InN---1.9eV，GaN---3.4eV，AlN---6.2eV用途：晶体管、发光管、激光二极管和光电探测器等器件第43页，共76页，星期日，2025年，2月5日氮化镓WideBandGap:~3.4eVHighBreakdownfieldLargeelectronsaturationvelocity:1.3x10-7cm/sChemicallystableathighTOperateat400oChightemperatureShortwavelengthlightemissionandhighpowerelectronicapplications第44页，共76页，星期日，2025年，2月5日有机半导体材料及其应用特点：是分子型晶体材料，其特征由材料的分子性质决定。有机半导体没有三维晶体点阵，而且它们的分子内和分子间的相互作用、局域结构无序、非晶和结晶区域以及化学杂质也不同，复杂。用途：太阳能电池（酞菁、二酞菁以及某些聚合物如聚乙炔的衍生物等）光电二极管（有机／无机材料异质结结构）有机半导体电容第45页，共76页，星期日，2025年，2月5日精英865PE主板——PHOTON?PF1DVD、功放的音响系统音响信号电流会引起普通铝电解电容的诱电体、电极箔、接触点的振动，而有机半导体电容的卷曲材料是用聚脂树脂固定起来的，不会产生音响信号电流引起的振动。另外，有机半导体电容的铝壳采用聚脂树脂灌装封口也是重要的因素之一(普通铝电解电容是用胶垫封口的)，在重低音范围内这一