什么是半导体行业什么是半导体

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什么是半导体行业什么是半导体

2023-08-04 15:33:13 来源：互联网

1、顾名思义：导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）．　　物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。

2、我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等，称为绝缘体。

(资料图片仅供参考)

3、而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。

4、可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。

5、与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。

6、　　半导体的分类，按照其制造技术可以分为：分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。

7、此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，最近虽然不常用，单还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。

8、此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

9、[编辑本段]半导体定义　　电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。

10、　　半导体室温时电阻率约在10E-5～10E7欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。

11、　　半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。

12、　　锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。

13、除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

14、　　半导体（东北方言）：意指半导体收音机，因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。

15、　　本征半导体　　不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。

16、在极低温度下，半导体的价带是满带(见能带理论)，受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴。

17、导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对，均能自由移动，即载流子，它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。

18、这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。

19、导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。

20、复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。

21、在一定温度下，电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。

22、温度升高时，将产生更多的电子 - 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。

23、无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。

24、[编辑本段]半导体特点　　半导体三大特性∶搀杂性、热敏性和光敏性。

25、　　★在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。

26、　　★在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。

27、　　晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。

28、　　共价键结构：相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各自围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，构成共价键。

29、　　自由电子的形成：在常温下，少数的价电子由于热运动获得足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子。

30、　　空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。

31、　　电子电流：在外加电场的作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流。

32、　　空穴电流：价电子按一定的方向依次填补空穴（即空穴也产生定向移动），形成空穴电流。

33、　　本征半导体的电流：电子电流+空穴电流。

34、自由电子和空穴所带电荷极性不同，它们运动方向相反。

35、　　载流子：运载电荷的粒子称为载流子。

36、　　导体电的特点：导体导电只有一种载流子，即自由电子导电。

37、　　本征半导体电的特点：本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴均参与导电。

38、　　本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。

39、　　复合：自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴，使两者同时消失，这种现象称为复合。

40、　　动态平衡：在一定的温度下，本征激发所产生的自由电子与空穴对，与复合的自由电子与空穴对数目相等，达到动态平衡。

41、　　载流子的浓度与温度的关系：温度一定，本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。

42、当温度升高时，热运动加剧，挣脱共价键束缚的自由电子增多，空穴也随之增多（即载流子的浓度升高），导电性能增强；当温度降低，则载流子的浓度降低，导电性能变差。

43、　　结论：本征半导体的导电性能与温度有关。

44、半导体材料性能对温度的敏感性，可制作热敏和光敏器件，又造成半导体器件温度稳定性差的原因。

45、　　杂质半导体：通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，可得到杂质半导体。

46、　　N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。

47、　　多数载流子：N型半导体中，自由电子的浓度大于空穴的浓度，称为多数载流子，简称多子。

48、　　少数载流子：N型半导体中，空穴为少数载流子，简称少子。

49、　　施子原子：杂质原子可以提供电子，称施子原子。

50、　　N型半导体的导电特性：它是靠自由电子导电，掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能也就越强。

51、　　P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，形成P型半导体。

52、　　多子：P型半导体中，多子为电子。

53、　　少子：P型半导体中，少子为空穴。

54、　　受主原子：杂质原子中的空位吸收电子，称受主原子。

55、　　P型半导体的导电特性：掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能也就越强。

56、　　结论：　　多子的浓度决定于杂质浓度。

57、　　少子的浓度决定于温度。

58、　　PN结的形成：将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成PN结。

59、　　PN结的特点：具有单向导电性。

60、　　扩散运动：物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动，这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。

61、　　空间电荷区：扩散到P区的自由电子与空穴复合，而扩散到N区的空穴与自由电子复合，所以在交界面附近多子的浓度下降，P区出现负离子区，N区出现正离子区，它们是不能移动，称为空间电荷区。

62、　　电场形成：空间电荷区形成内电场。

63、　　空间电荷加宽，内电场增强，其方向由N区指向P区，阻止扩散运动的进行。

64、　　漂移运动：在电场力作用下，载流子的运动称漂移运动。

65、　　PN结的形成过程：如图所示，将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在无外电场和其它激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡，形成PN结。

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