半導(dǎo)體材料檢測(cè)
半導(dǎo)體材料(semiconductor material)是一類具有半導(dǎo)體性能(導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間,電阻率約在1mΩ·cm~1GΩ·cm范圍內(nèi))、可用來(lái)制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。
自然界的物質(zhì)、材料按導(dǎo)電能力大小可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類。半導(dǎo)體的電阻率在1mΩ·cm~1GΩ·cm范圍(上限按謝嘉奎《電子線路》取值,還有取其1/10或10倍的;因角標(biāo)不可用,暫用當(dāng)前描述)。在一般情況下,半導(dǎo)體電導(dǎo)率隨溫度的升高而升高,這與金屬導(dǎo)體恰好相反。
凡具有上述兩種特征的材料都可歸入半導(dǎo)體材料的范圍。反映半導(dǎo)體半導(dǎo)體材料內(nèi)在基本性質(zhì)的卻是各種外界因素如光、熱、磁、電等作用于半導(dǎo)體而引起的物理效應(yīng)和現(xiàn)象,這些可統(tǒng)稱為半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體性質(zhì)。構(gòu)成固態(tài)電子器件的基體材料絕大多數(shù)是半導(dǎo)體,正是這些半導(dǎo)體材料的各種半導(dǎo)體性質(zhì)賦予各種不同類型半導(dǎo)體器件以不同的功能和特性。
半導(dǎo)體的基本化學(xué)特征在于原子間存在飽和的共價(jià)鍵。作為共價(jià)鍵特征的典型是在晶格結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為四面體結(jié)構(gòu),所以典型的半導(dǎo)體材料具有金剛石或閃鋅礦(ZnS)的結(jié)構(gòu)。 由于地球的礦藏多半是化合物,所以最早得到利用的半導(dǎo)體材料都是化合物,例如方鉛礦(PbS)很早就用于無(wú)線電檢波,氧化亞銅(Cu2O)用作固體整流器,閃鋅礦(ZnS)是熟知的固體發(fā)光材料,碳化硅(SiC)的整流檢波作用也較早被利用。
硒(Se)是最早發(fā)現(xiàn)并被利用的元素半導(dǎo)體,曾是固體整流器和光電池的重要材料。元素半導(dǎo)體鍺(Ge)放大作用的發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了半導(dǎo)體歷史新的一頁(yè),從此電子設(shè)備開(kāi)始實(shí)現(xiàn)晶體管化。中國(guó)的半導(dǎo)體研究和生產(chǎn)是從1957年首次制備出高純度(99.999999%~99.9999999%) 的鍺開(kāi)始的。采用元素半導(dǎo)體硅(Si)以后,不僅使晶體管的類型和品種增加、性能提高,而且迎來(lái)了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的時(shí)代。以砷化鎵(GaAs)為代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了微波器件和光電器件的迅速發(fā)展。