初中物理/半导体材料的发展简史
发布于 2021-04-10 12:41 ,所属分类:知识学习综合资讯
一、半导体材料
半导体材料是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间,电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围内)、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。
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二、半导体材料的特点
1.半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。
2.半导体受外界光和热的刺激时,其导电能力将会有显著变化。
3.在纯净半导体中,加入微量的杂质,其导电能力会急剧增强。
三、半导体材料的发展历史
(一)第一代半导体材料
1.第一代半导体是元素半导体,典型如硅基和锗基半导体。
2.应用领域:作为第一代半导体材料的硅和锗,在国际信息产业技术中的各类分立器件、集成电路、电子信息网络工程、PC、手机、电视、航空航天、各类军事工程、迅速发展的新能源和硅光伏产业中都得到了极为广泛的应用。
(1)多晶硅
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(2)单晶锗
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(二)第二代半导体材料
1.第二代半导体材料是化合物半导体。化合物半导体是以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和氮化镓(GaN)等为代表,包括许多其他III-V族化合物半导体。这些化合物中,商业半导体器件中用得最多的是砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铟(InP)、砷铝化镓(GaAlAs)和磷镓化铟(InGaP)。
2.应用领域:第二代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。因信息高速公路和互联网的兴起,还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。
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(三)第三代半导体材料
1.第三代半导体材料,主要包括碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、金刚石等,因其禁带宽度(Eg)大于或等于2.3电子伏特(eV),又被称为宽禁带半导体材料。
2.应用领域:以碳化硅(SiC)等为代表的第三代半导体材料,其优异的半导体性能在各个现代工业领域发挥重要革新作用,应用前景和市场潜力巨大,广泛地应用在光电子器件、电力电子、半导体照明、光伏、可见光通信、紫外探测、射频功率器件、激光显示等领域。在前沿研究领域,宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。
(1)通信
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(2)集成电路
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(3)光伏器件
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四、半导体性能比较
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