半導體的主要材料有哪些？

半導體：室溫下的導電性能介於導體和絕緣體之間。

絕緣體）。

主要材料：元素半導體：鍺和矽是最常用的元素半導體;

化合物半導體：包括基團和基團化合物（砷化鎵。

磷化鎵等）、基團和基團化合物（硫化鎘、硫化鋅。

等）、氧化物（錳、鉻、鐵、銅的氧化物）和由 - 和 - 化合物組成的固體溶液。

鎵-鋁-砷、鎵-砷-磷等）。

技術研究領域：

1）積體電路。

它是半導體技術發展中最活躍的領域之一，並已發展到大規模整合階段。 在幾平方公釐的矽片上可以製造數以萬計的電晶體，在矽片上可以製造出微資訊處理器，或者可以完成其他更複雜的電路功能。 積體電路的發展方向是實現更高的整合度和微功耗，使資訊處理速度達到微秒級。

2）微波裝置。

半導體微波器件包括接收、控制和發射器件。 公釐波波段以下的接收裝置被廣泛使用。 在厘公尺波段，發射裝置的功率已經達到幾瓦，人們正在開發新裝置和新技術以獲得更大的輸出功率。

3）光電器件。

半導體發光、相機器件和雷射器件的發展使光電器件成為乙個重要的領域。 其應用範圍主要是光通訊、數字顯示、影象接收、光整合等。

鍺、矽、硒、砷化鎵等物體，以及許多金屬氧化物和金屬硫化物，其導電性介於導體和絕緣體之間，稱為半導體。

半導體具有一些特殊效能。 例如，半導體的電阻率與溫度的關係可以用來製造熱敏電阻（熱敏電阻）進行自動控制; 其光敏特性可用於製造用於自動控制的光敏元件，如光電管、光電管和光敏電阻等。

半導體還具有最重要的特性之一，如果將微量雜質適當地摻入純半導體物質中，其電導率將增加數百萬倍。 這一特性可用於製造各種用於不同用途的半導體器件，例如半導體二極體、電晶體等。

當半導體的一側被製成p型區域，另一側被製成n型區域時，在結附近形成具有特殊性質的薄層，通常稱為p-n結。 圖的上半部分顯示了載流子在p型半導體和n型半導體之間的介面處的擴散（用黑色箭頭表示）。 中間部分顯示了p-n結的形成過程，表示載流子的擴散大於漂移（藍色箭頭表示，紅色箭頭表示內建電場的方向）。

下部是PN結的形成。 表示擴散和漂移的動態平衡。

什麼是半導體，常見的材料有哪些？

常見的半導體材料如下：

鍺和矽是最常用的元素半導體; 化合物半導體包括基團和基團化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、基團和基團化合物（硫化鎘、硫化鋅等）、氧化物（錳、鉻、鐵、銅的氧化物）和由-和-化合物組成的固溶體（砷化鋁、砷化鎵磷等）。 除了上述晶體半導體外，還有非晶玻璃半導體和有機半導體。

半導體的分類按其製造技術可分為積體電路器件、分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等類別，一般這些都會分為子類別。 此外，還有按應用領域、設計方法等進行分類的方法，雖然不常用，但按IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其尺寸進行分類。

此外，還有一些方法可以分為模擬、數字、模數混合，並根據它們處理的訊號發揮作用。

半導體材料的特點和優勢

半導體材料是一類具有半導體特性的電子材料，用於製造半導體器件。 常用的重要半導體的導通機理是由電子和空穴兩種型別的載流子實現的，因此有相應的n型和p型。 半導體材料通常具有一定的帶隙，其電效能容易受到外界條件（如光、溫度等）的影響。

通過摻入特定雜質來製備不同導電型別的材料。 雜質，尤其是重金屬快速擴散的雜質和深層雜質，對材料效能的影響特別大。

因此，半導體材料要具有較高的純度，這不僅要求用於生產半導體材料的原材料要具有相當高的純度，而且要求超潔淨的生產環境，以儘量減少生產過程中的雜質汙染。 大多數半導體材料都是晶體，半導體器件對材料的晶體完整性有很高的要求。 此外，對材料的各種電氣引數的均勻性也有嚴格的要求。

在可預見的未來，單晶矽仍將是電子行業的首選材料，但砷化鎵作為半導體家族的新成員，已迅速成長為僅次於矽的重要半導體電子材料。 砷化鎵在當代光電工業中發揮著重要作用，其50%的產品用於軍事和航空航天應用，30%用於通訊，其餘用於計算機和測試儀器。

砷化鎵材料的特殊結構使其具有吸引人的效能。 根據量子力學原理，電子的有效質量越小，它移動得越快，而砷化鎵中電子的有效質量是自由電子質量的 1 15，而矽電子的質量僅為 1 3。 由砷化鎵製成的電晶體的開關速度是矽電晶體的 1 到 4 倍，從而可以製造出更快、更強大的計算機。

由於砷化鎵的電子運動速度快，可用於製備工作頻率高達1010Hz的微波器件，在衛星資料傳輸、通訊、軍事電子等方面發揮著關鍵作用。 事實上，以砷化鎵為代表的族半導體最重要的特徵是其光電性質，即在光或外部電場的情況下，電子激發釋放出光能。 其發光效率高於其他半導體材料，不僅可以用於製造發光二極體、光電探測器，還可以用於半導體雷射器，廣泛應用於光通訊、光計算機和空間技術，發展前景令人鼓舞。

與任何半導體材料一樣，砷化鎵材料對雜質元素敏感，必須精細提純。 與矽和鍺等元素半導體不同，它還需要保證準確的化學配比，否則會影響材料的電效能。

由於這些原因，砷化鎵單晶的製備工藝複雜且成本高昂。 我國利用微重力條件在人造衛星上生長砷化鎵單晶，並取得了成功。 此外，薄膜外延生長技術可以精確控制單晶薄膜的厚度和電阻率，在半導體材料和器件的製備中越來越受到關注。

在短短十多年的時間裡，僅在美國就有1000多種砷化鎵產品被研發出來。 據上世紀90年代末的砷化鎵積體電路國際會議顯示，砷化鎵積體電路的市場銷售額每年翻一番，形成數十億美元的規模。 砷化鎵及其所代表的化合物半導體家族都具有獨特的技能，需要進一步開發。

元素半導體材料是指由單體元素組成的半導體材料。

共有 12 種元素具有半導體特性：

矽、鍺、硼、碲、碘和碳、磷、砷、硫、銻和錫的一些同素異形體。

1.N型半導體。

N型半導體又稱電子型半導體，即自由電子濃度遠大於空穴濃度的雜質半導體。

形成原理。 摻雜和缺陷都會導致導帶中電子濃度的增加。 對於摻雜基團元素的鍺和矽半導體材料，當雜質原子以交替方式取代晶格中的鍺和矽原子時，除了滿足共價鍵配位外，還可以提供多餘的電子，從而形成半導體中導帶電子濃度的增加， 雜質原子稱為供體。

族化合物半導體的供體傾向於使用OR族元素。 有些氧化物半導體，它們的化學比往往呈現缺氧，這些氧空位可以顯示出供體的作用，所以這類氧化物通常是導電的，即n型半導體，真空加熱，可以進一步增強缺氧的程度。

2.P型半導體。

P型半導體一般是指空穴型半導體，主要是帶正電的空穴導電半導體。

編隊。 P型半導體是通過在純矽晶體中加入三價元素（如硼）來代替矽原子在晶格中的位置而形成的。 在p型半導體中，空穴多，自由電子少，主要依靠空穴導電。

由於p型半導體中的正電荷量和負電荷量相等，因此p型半導體是電中性的。 空穴主要由雜質原子提供，自由電子由熱激發形成。

特點：（1）N型半導體。

由於n型半導體中的正電荷量和負電荷量相等，因此n型半導體是電中性的。 自由電子主要由雜質原子提供，空穴由熱激發形成。 摻入的雜質越多，多核醣體（自由電子）的濃度越高，導電性越強。

2.P型半導體。

摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度越高，導電性越強。

半導體是在室溫下導體和絕緣體之間具有導電性的材料。

半導體用於積體電路、消費電子、通訊系統、光伏發電、照明、大功率功率轉換等領域，二極體等都是由半導體製成的器件。

無論是從技術還是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都非常巨大。 大多數電子產品的核心單元，如電腦、手機**或數字錄音機，都與半導體密切相關。

常見的半導體材料有矽、鍺、砷化鎵等，矽是各種半導體材料應用中最具影響力的一種。

半導體材料包括碳、矽、砷、磷、硼等。

半導體材料包括矽、鍺、砷化鎵等。

自然界中的物質和材料按其導電性可分為三類：導體、半導體和絕緣體。 一般來說，半導體的導電性會隨著溫度的公升高而降低，所有具有上述兩個特性的埋藏材料都可以歸入半導體材料的範圍，但半導體的內部基本效能會受到光、熱、磁、電等各種外部因素的洩漏。

由半導體作用引起的物理效應和現象，可統稱為半導體材料的半導體特性。 構成固態電子器件的絕大多數基體材料都是半導體，正是這些半導體材料的各種半導體特性賦予了不同型別的半導體器件不同的功能和特性，而半導體的基本化學特性是原子之間飽和共價鍵的存在。

實際應用：

所有半導體材料都需要從原材料中提純，所需的純度在6個9以上，最高可達11個9。 提純方法有兩種，一種是在不改變材料化學成分的情況下進行提純，稱為物理提純。 另一種是將元素轉化為化合物進行提純，然後將提純後的化合物還原為元素，稱為化學提純。

物理提純的方法有真空蒸發、區域精煉、抽晶提純等，使用最多的是區域精煉。 化學提純的主要方法有電解、絡合、萃取、精餾等，使用最多的是蒸餾。 由於每種方法都有一定的侷限性，因此通常採用幾種純化方法組合的工藝來獲得合格的紅棗廢料。

以上內容參考：百科全書-半導體。