文档介绍：半导体材料介绍摘要:本文主要介绍半导体材料的特征、分类、制备工艺以及半导体材料的一些参数。半导体在我们的日常生活中应用很广泛,半导体材料的一些结构和参数决定了它的特性。以二氧化钛为例,它就是一种半导体材料,其结构和性能决定了它在降解有机污染物方面的应用,人们现在研究了有关它的性质,并将进一步研究提高它的光催化效果。关键词:半导体材料导电能力载流子电阻率电子空穴正文:半导体材料是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,其电导率在10(U-3)~10(U-9)欧姆/厘米范围内。半导体材料可按化学组成来分,再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求,包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。半导体材料虽然种类繁多但有一些固有的特性,称为半导体材料的特性参数。这些特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别,而且更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下特性上的量的差别。常用的半导体材料的特性参数有:禁带宽度、电阻率、载流子迁移率(载流子即半导体中参加导电的电子和空穴)、非平衡载流子寿命、位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用(如光或电场)下内部的载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类晶体缺陷。位错密度可以用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度。当然,对于非晶态半导体是没有这一反映晶格完整性的特性参数的。半导体材料的特性参数对于材料应用甚为重要。因为不同的特性决定不同的用途。晶体管对材料特性的要求:根据晶体管的工作原理,要求材料有较大的非平衡载流子寿命和载流子迁移率。用载流子迁移率大的材料制成的晶体管可以工作于更高的频率(有较好的频率响应)。晶体缺陷会影响晶体管的特性甚至使其失效。晶体管的工作温度高温限决定于禁带宽度的大小。禁带宽度越大,晶体管正常工作的高温限也越高。光电器件对材料特性的要求:利用半导体的光电导(光照后增加的电导)性能的辐射探测器所适用的辐射频率范围与材料的禁带宽度有关。材料的非平衡载流子寿命越大,则探测器的灵敏度越高,而从光作用于探测器到产生响应所需的时间(即探测器的弛豫时间)也越长。因此,高的灵敏度和短的弛豫时间二者难于兼顾。对于太阳电池来说,为了得到高的转换效率,要求材料有大的非平衡载流子寿命和适中的禁带宽度()。晶体缺陷会使半导体发光二极管、半导体激光二极管的发光效率大为降低。温差电器件对材料特性的要求:为提高温差电器件的转换效率首先要使器件两端的温差大。当低温处的温度(一般为环境温度)固定时,温差决定于高温处的温度,即温差电器件的工作温度。为了适应足够高的工作温度就要求材料的禁带宽度不能太小,其次材料要有大的温差电动势率、小的电阻率和小的热导率。温差电器件