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硅半导体材料的基本知识

时间:2022-11-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,电阻率为10-3~1012Ω·cm,硅、锗、砷化镓和硫化镉等材料都是半导体。半导体材料的电阻率随着温度的升高和辐照强度的增大而减小;在半导体中加入微量的杂质,对其导电性质有决定性的影响。这是半导体材料的重要特性。硅是最常见和应用最广的半导体材料,硅的原子序数为14,硅原子和其他元素的原子一样,由原子核和核外电子组成。

半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,电阻率为10-3~1012Ω·cm,硅、锗、砷化镓和硫化镉等材料都是半导体。半导体材料的电阻率随着温度的升高和辐照强度的增大而减小;在半导体中加入微量的杂质(称为掺杂),对其导电性质有决定性的影响。这是半导体材料的重要特性。

硅是最常见和应用最广的半导体材料,硅的原子序数为14,硅原子和其他元素的原子一样,由原子核和核外电子组成。在原子核物理理论中,有以下规律:一是能量的量子化,二是系统能量最低原理,三是泡利不相容原理。因此,硅原子中的电子分布是从能量最低的1s层开始,逐渐往上填充。电子只填充到3p层,且未填满,以上的能级是空着的,即硅原子中的14个电子的分布为1s22s22p63s23p2。第三层的3s和3p层各有两个电子,即为硅中的4个价电子,正是最外层中的4个价电子决定了硅位于元素周期表中的第ⅣA族,也决定了硅具有4价和2价。

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