1.半導體定義:
半導體是一種材料,是指在常溫下導電性能介于導體和絕緣體之間的材料。半導體在所有的電子制造行業都有著舉足輕重的作用。比如說二極管就是由半導體制成的器件。半導體的導電性可以根據其所處外部條件的不同而不同,可以由完全不導電到完全導電。所以說,它可以用來制作具有不同狀態的電子元器件。無論是科學技術還是經濟實惠還是實用價值,半導體都是屈指可數的好材料。像硅硅半導體、鍺半導體、砷化鎵半導體等半導體材料中,硅半導體在電子制造上用度是最廣的,也是商業上使用最普遍的一種半導體材料。半導體相對于絕緣體和導電體來說,具有的歷史比較短,據材料顯示,半導體材料是在20世紀30年代時才被學術界認可,才真正的走進生活。
既然是介紹半導體,那么久不得不介紹一個專有名詞“本征半導體”。本征半導體簡單來說就是不含任何雜質也沒有任何晶格缺陷的半導體。但是由于本征半導體的電阻率比較大,沒有多大實用價值,故在商業上用到的并不多。
2.半導體分類:
我們知道絕緣體和導體的材料都比較多,所以半導體材料也不會少。半導體材料一般都是根據化學成分分類,一類是元素半導體,一類是化合物半導體。元素半導體中最常用到的是鍺半導體和對半導體;化合物半導體中用到的比較多,像砷化鎵半導體、磷化鎵半導體、硫化鎘半導體等等。
3.半導體歷史進程:
半導體的發現其實可以追溯到1833年,此時的英國的法拉第發現了硫化銀,它能隨著溫度的上升而降低其本身的電阻。這是半導體現象首次被發現。之后在1839年,法國的貝克萊爾發現了一個現象,那就是子啊關照下,半導體和電解質接觸形成的節可以產生電壓。這個現象也是現在我們熟知的光生伏特效應。1873年,又一位英國的科學家史密斯發現了半導體的又一個特性——光導電效應。詳細發展過程就不一一舉例了。但是,有一個疑點,那就是問什么半導體這個定義需要花這么長的時間才被學術界認可呢?這個問題詳細情況還需要閱讀材料《The coming of Materials Science》。
4.半導體的五大特性:
半導體具有摻雜性、熱敏性、光敏性、負電阻率溫度特性和整流特性五大特性。
5.半導體在集成電路上的運用:
集成電路的基礎是晶體管,而晶體管的基礎則是半導體,故集成電路的基礎是半導體。其中最常見的、商業應用最廣的半導體是硅半導體。那么為什么硅半導體會成為集成電路的寵兒呢?我們可以分一下幾點考慮。
第一點:懂化學的人都知道,地球上含量最多的四位元素是氧硅鋁鐵,根據這個順序,我們知道硅是地球上含量排名第二的元素。地殼中含量最豐富的就是硅,這也就說提取硅半導體原材料成本低。
第二點:硅半導體中很容易人工控制其參雜濃度,比較方便得到符合要求的元器件,也就是晶體管。并且其表面上的硅經過氧化,會形成一層非常穩定的氧化膜二氧化硅來充當絕緣膜。
第三點:在工藝方面,硅半導體比較容易實現氧化、光刻等工藝流程。并且其性能的可控性相對于其他類型的半導體的性能的可控性高。
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