元素半導(dǎo)體材料PPT課件

1、1 金剛石型 a=0.5430710nm大間距晶面的面間距為0.3135nm，小間距晶面的面間距為0.0784nm。第1頁/共31頁2(1) 帶隙和本征載流子濃度TEg41073. 2206. 12002503003504004505000.00.20.40.60.81.01.2Eg=1.206-2.73E-4TEg(eV)Temperature(K)第2頁/共31頁382. 11958. 119)300/(1010. 3)300/(1086. 2TNTNVC010020030040050060001x10192x10193x10194x10195x1019Nc(cm-3)Temperatur

2、e(K)010020030040050060001x10192x10193x10194x10195x1019Nv(cm-3)Temperature(K)導(dǎo)帶態(tài)密度常數(shù)Nc價帶態(tài)密度常數(shù)Nv第3頁/共31頁421kTEVCigeNNnpn第4頁/共31頁5 Si的本征電阻率11pnipnenpene室溫時，Si的n=1500cm2/(Vs)， p=450cm2/(Vs)， ni=1.071010cm-3 Si的本征電阻率為cm第5頁/共31頁60.02.0 x10184.0 x10186.0 x10188.0 x10181.0 x10190.00.20.40.60.81.0(cm)NB(cm-3

3、)摻B濃度為NB時，p型單晶Si電阻率為：737. 01917161058. 2110133. 11035. 1BBBNNN第6頁/共31頁70.02.0 x10184.0 x10186.0 x10188.0 x10181.0 x10190.00.20.40.60.81.0(cm)NP(cm-3)摻P濃度為NP時，n型單晶Si電阻率為：ZPN1010242. 61816lg018376. 019833. 068157. 01057501. 062272. 02108. 20769. 33232PNyyyyyyyz第7頁/共31頁8第8頁/共31頁9第9頁/共31頁10n型摻雜劑P、As、Sbp

4、型摻雜劑B輕元素雜質(zhì)O、C、N、H金屬雜質(zhì)Fe、Cu、Ni等第10頁/共31頁11第11頁/共31頁12第12頁/共31頁13第13頁/共31頁14 3.1.6 Si中的缺陷 (1).原生缺陷本征缺陷 空位和自間隙； (2).二次缺陷工藝誘生缺陷 (3).外延材料中的缺陷 位錯、外延堆垛層錯、微缺陷（霧狀）、棱錐半導(dǎo)體單晶中的缺陷第14頁/共31頁1520040060080010000123k(W/(cm.K)Temperature(K)26310583. 110532. 11598. 01TTk容易解理；在100-1000K溫度范圍，Si的熱導(dǎo)率k為：第15頁/共31頁16第16頁/共31頁

5、17第17頁/共31頁183.2 鍺1886年，德國科學(xué)家溫克萊爾（Winkler CA）首先從銀硫鍺礦（Ag8GeS6）中分離出Ge；Ge在地殼中的豐度僅為。2.2.1化學(xué)性質(zhì) Ge有5個穩(wěn)定的同位素： 。 室溫時，Ge在空氣、水和氧氣中穩(wěn)定，不與鹽酸、稀硫酸、濃氫氟酸和濃NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。 Ge可溶解在3%H2O2溶液中并形成GeO2沉淀； Ge不與C起反應(yīng)。第18頁/共31頁193.2.2物理性質(zhì)金剛石結(jié)構(gòu)晶格常數(shù)0.565790nm密度5.3234g/cm3（比色法） 5.324264g/cm3（X射線法）石墨金剛石第19頁/共31頁201001502002503000500010

6、00015000200002500030000p(cm2/V.S)T(K)100150200250300050001000015000200002500030000p(cm2/V.S)T(K)第20頁/共31頁21第21頁/共31頁22第22頁/共31頁233.3 金剛石 純凈的金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、耐腐蝕，高溫下也不與濃氫氟酸、硝酸和HClO3發(fā)生反應(yīng)；只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的溶體中或與K2Cr2O7和濃硫酸混合液一起煮沸時才可被腐蝕。1002003004005006007000123456Eg(eV)Temperature(K)1028. 8182. 0(1)(29TT

7、Eg第23頁/共31頁24第24頁/共31頁253.4 硒和碲3.4.1 硒硒在地殼中的豐度為510-6%（質(zhì)量比）；它有六個穩(wěn)定的同位素： Se74(0.89%) 、 Se76(9.36%) 、 Se77(7.63%) 、 Se78(23.77%) 、 Se80(49.61%) 、 Se82(8.74%) 第25頁/共31頁263.4.2碲Te在地殼中的豐度為0.0110-6。第26頁/共31頁27第27頁/共31頁283.5磷、硼和灰錫3.5.1磷黑磷和紅磷具有半導(dǎo)體性質(zhì)，室溫下帶隙分別為0.34eV和1.5eV。第28頁/共31頁293.5.2硼B(yǎng)有兩種穩(wěn)定的同位素：10B(19.9%)、 11B(19.9%)第29頁/共31頁303.5.3灰錫灰錫有三