Химия - Полупроводниковые материалы - Основные электрофизические свойства

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Полупроводниковые материалы
2. Основные электрофизические свойства
3. Получение
4. Легирование
5. Структурные дефекты
6. Применение



Основные электрофизические свойства важнейших полупроводниковых материалов представлены в табл. 1. Ширина запрещенной зоны DEg является одним из фундаментальных параметров полупроводниковых материалов. Чем больше DEg, тем выше допустимая рабочая температура и тем более сдвинут в коротковолновую область спектра рабочий диапазон приборов, создаваемых на основе соответствующих полупроводниковых материалов. Например, максимальная рабочая температура германиевых приборов не превышает 50-60 °C, для кремниевых приборов она возрастает до 150—170 °C, а для приборов на основе GaAs достигает 250—300 °C; длинноволновая граница собственной фотопроводимости составляет: для InSb — 5,4 мкм, InAs — 3,2 мкм, Ge — 1,8 мкм, Si — 1 мкм, GaAs — 0,92 мкм. Величина DEg хорошо коррелирует с температурой плавления. Обе эти величины возрастают с ростом энергии связи атомов в кристаллической решётке, поэтому для широкозонных полупроводниковых материалов характерны высокие температуры плавления, что создает большие трудности на пути создания чистых и структурно совершенных монокристаллов таких полупроводниковых материалов. Подвижность носителей тока в значительной мере определяет частотные характеристики полупроводниковых приборов. Для создания приборов сверхвысокочастотного диапазона необходимы полупроводниковые материалы, обладающие высокими значениями m. Аналогичное требование предъявляется и к полупроводниковым материалам, используемым для изготовления фотоприемников. Температура плавления и период кристаллической решётки, а также коэффициент линейного термического расширения играют первостепенную роль при конструировании гетероэпитаксиальных композиций. Для создания совершенных гетероструктур желательно использовать полупроводниковые материалы, обладающие одинаковым типом кристаллической решётки и минимальными различиями в величинах её периода и коэффициентах термического расширения. Плотность полупроводниковых материалов определяет такие важные технические характеристики, как удельный расход материала, масса прибора.

Таблица 1. Основные свойства важнейших полупроводниковых материалов.

Элемент, тип соединения Наименование материала Ширина запрещенной зоны, эв Подвижность носителей заряда, 300 K, см/ Кристаллическая структура Постоянная решётки, нм Температура плавления, °С Упругость пара при температуре плавления, атм
при 300 К при 0 К электроны дырки
Элемент С 5,47 5,51 2800 2100 алмаз 3,56679 4027 10
Ge 0,661 0,89 3900 1900 типа алмаза 5,65748 937
Si 1,12 1,16 1500 600 типа алмаза 5,43086 1420 10
α-Sn ~0,08 типа алмаза 6,4892
IV—IV α-SiC 3 3,1 400 50 типа сфалерита 4,358 3100
III—V AISb 1,63 1,75 200 420 типа сфалерита 6,1355 1050 <0,02
BP 6 типа сфалерита 4,538 >1300 >24
GaN 3,39 440 200 типа вюртцита 3,186 5,176 >1700 >200
GaSb 0,726 0,80 2500 680 типа сфалерита 6,0955 706 <4×10
GaAs 1,424 1,52 8500 400 типа сфалерита 5,6534 1239 1
GaP 2,27 2,40 110 75 типа сфалерита 5,4505 1467 35
InSb 0,17 0,26 78000 750 типа сфалерита 6,4788 525 <4×10
InAs 0,354 0,46 33000 460 типа сфалерита 6,0585 943 0,33
InP 1,34 1,34 4600 150 типа сфалерита 5,8688 1060 25
II—VI CdS 2,42 2,56 300 50 типа вюртцита 4,16 6,756 1750
CdSe 1,7 1,85 800 типа сфалерита 6,05 1258
ZnO 3,36 200 кубич. 4,58 1975
ZnS 3,6 3,7 165 типа вюртцита 3,82 6,26 1700
IV—VI PbS 0,41 0,34 600 700 кубич. 5,935 1103
PbTe 0,32 0,24 1700 840 кубич. 6,460 917


Просмотров: 9233


<<< Полупроводник n-типа