半导体材料

半导体材料是一种能够在温度、光照、电场等条件改变下修改其电子传导特性的材料。它既不同于导体，因为导体在任何情况下都是极好的导体，也不同于绝缘体，因为在绝缘体中电子无法穿过。

1.半导体材料是什么

半导体材料根据约德堡效应(也称隧道效应)能区划分为导带和价带。当电子位于导带时，则可以自由地移动；相对地，当电子位于价带时则不能移动。当物质处于“非常接近”平衡状态时，则存在能够进入导带的电子，并且存在能够回到价带的缺陷或空缺。

2.半导体材料分类

半导体材料基于材料组成和掺杂类型的不同通常分为以下几类:

• P型半导体：以元素硼 (B)、铝 (Al)、镓 (Ga)、铟 (In) 等作为掺杂原子，使得材料中产生少量的自由电子缺陷，从而形成与自由电子运动相反的空穴，具有一定的正电荷。
• N型半导体：以元素磷 (P)、砷 (As)、氮 (N) 等作为掺杂原子，使得材料中存在大量的自由电子，从而极化其它价带的原子核从而形成负电荷。
• 不掺杂半导体：不含有少量外部故意加入的掺杂原子（如硅Si或锗Ge），不易于被供电激发。

3.半导体材料特性

半导体材料的特性如下：

• 半导体材料的导电能力介于绝缘体和导体之间，其电导率介于1/kΩ·cm和1/MΩ·cm之间。（k: 千(MSE)；M: 兆(MHz)
• 材料内部会产生固有电场，并通过该电场影响机制缺陷的扩散行为。
• 尽管它们通常是可熔合的晶体，但保持了相当高的硬度和刚性，这种性质使半导体非常适合制造控制电路。
• 由于能带的特殊结构，半导体材料也能够将光吸收并产生电子和空穴对。

4.半导体材料的应用

由于半导体材料具有一系列独特的电、光学特性，使其在电路、光电器件、信息存储、太阳电池、半导体激光器等领域得到了广泛应用。