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半导体材料
semiconductor materials

   电阻率介于金属导体（10～10Ω·cm）和绝缘体(10～10Ω·cm)之间的材料[kg2]材料的性能可通过提纯、掺杂和改变深能级缺陷等方法加以控制。半导体材料通常为单晶材料。半导体多晶材料和非晶材料以及用激光退火形成的再结晶材料的研究和应用也已取得进展。半导体材料的特性参数有：禁带宽度、电子和空穴迁移率、有效质量、扩散系数、载流子寿命、介电常数、点阵常数和热导率等。制作半导体器件，主要依据半导体材料的特性进行选材；材料制备工艺的成熟程度以及材料的质量、价格也是考虑的因素。
   半导体材料按组成、结构和性质可分为元素半导体（如硅和锗半导体）、化合物半导体（周期表中Ⅲ－Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ、Ⅳ-Ⅵ族）、非晶态和液态半导体、磁性半导体以及有机金属半导体材料等。半导体材料又可按生长工艺分为体材料和外延材料。体材料的晶体培育方法分为直拉、液封直拉、浮区熔炼和水平生长等。生产外延材料的方法有气相外延、有机金属化合物外延、液相外延和分子束外延等。用分子束外延或其他外延方法还可以制成超点阵结构半导体材料。
   半导体材料已成为现代电子工业的基础。早在20世纪20年代，硒和氧化亚铜已用作整流器和光电池的材料。第二次世界大战期间，由于对无线电定向的需要，开始研究锗和硅作为制造检波器和晶体放大器的材料。1948年，锗晶体管问世；1950年硅晶体管研制成功。此后这两种元素半导体材料（尤其是硅）获得迅速发展。1952年开始研究Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体材料（锑化铟、砷化镓等），这种化合物的点阵结构与硅、锗相同，都属金刚石点阵结构。此外，还对其他二元、三元和多元化合物半导体材料进行广泛的研究。
   在各种半导体材料中，硅的资源最为丰富，制备和提纯方面的问题也已解决。与其他半导体材料相比，硅还具有较大的禁带宽度、较高的本征电阻率、较长的载流子寿命、易于表面钝化等优点。因此，硅在半导体材料中占有突出的地位。锗具有纯度和载流子迁移率较高的特点，在某些器件（如低噪声器件和探测器）中仍有一定的应用前途。在化合物半导体中,Ⅲ-Ⅴ族化合物最受重视，砷化镓尤为突出。由于微波和光电方面的应用，砷化镓已成为硅以后的最有发展前景的半导体材料。继砷化镓之后得到发展的材料有磷化铟、镓铟砷和镓铟砷磷等。在用作红外探测器的材料方面，锑化铟、硫化铅、铅锡碲，尤其是汞镉碲化合物半导体发展很快。
   超大规模集成电路和太阳能电池两方面的发展，进一步促使人们对半导体材料进行深入研究。前者已对硅中的微缺陷、位错、层错(见晶体缺陷)和半绝缘砷化镓的热稳定性、均匀性提出了更高的要求；后者作为地面新能源的可能性正受到越来越多的注意。硅、 硫化镉-硫化铜、砷化镓都是当前研究得较多的材料。非晶态硅，由于成体低和具有较好能量转换效率、并适宜大量生产，近年来受到了较多的注意。在这方面人们正在对很多新型半导体材料进行探索。
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