半導(dǎo)體材料課件

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半導(dǎo)體材料*半導(dǎo)體材料

半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介於導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱(chēng)為半導(dǎo)體。它是一類(lèi)具有半導(dǎo)體性能、可用來(lái)製作半導(dǎo)體器件和積體電路的電子材料，其電阻率在104～1010

歐姆·釐米範(fàn)圍內(nèi)。半導(dǎo)體材料的電學(xué)性質(zhì)對(duì)光、熱、電、磁等外界因素的變化十分敏感，在半導(dǎo)體材料中摻

入少量雜質(zhì)可以控制這類(lèi)材料的電導(dǎo)率。正是利用半導(dǎo)體材料的這些性質(zhì)，才製造出功能多樣的半導(dǎo)體器件。

半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體工業(yè)的基礎(chǔ)，它的發(fā)展對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展有極大的影響。

*半導(dǎo)體材料9.1半導(dǎo)體材料的分類(lèi)

1.元素半導(dǎo)體

它大約有十幾種處?kù)盯驛－ⅦA族的金屬與非金屬的交界處，如Ge（鍺）,Si（矽）,Se（硒）,Te（碲）等。

2.化合物半導(dǎo)體

1）二元化合物半導(dǎo)體

AIIIA族和ⅤA族元素組成的化合物半導(dǎo)體。即Al(鋁)、Ga（鎵）、In（銦）和P（磷）、As（砷）、Sb（銻）組成的9種化合物半導(dǎo)體，如AsP,AlAs,GaP等。

BⅡB族和ⅥA族化合物半導(dǎo)體，即Zn,Hg,Cd和O,S,Se,Te組成的12種化合物半導(dǎo)體，如CdS,CdTe等。

CⅣA族元素之間組成的化合物半導(dǎo)體，如SiC等。

DⅣA與ⅥA族化合物半導(dǎo)體，如GeS,GeSe,SnTe等共9種。

EⅤA和ⅥA族元素組成的化合物半導(dǎo)體，如AsSe3，AsS3等。

*半導(dǎo)體材料2)

多元化合物半導(dǎo)體

A.ⅠB-ⅢA－（ⅥA）2組成的多元化合物半導(dǎo)體，如AgGeTe2等。

B.ⅠB-ⅤA—（ⅥA）2組成的多元化合物半導(dǎo)體，如AgAsSe2等。

C.

（ⅠB）2－ⅡB－ⅣA－（ⅥA）4組成的多元化合物半導(dǎo)體，如Cu2CdSnTe4等。*半導(dǎo)體材料3.固溶體半導(dǎo)體

固溶體是由二個(gè)或多個(gè)晶格結(jié)構(gòu)類(lèi)似的元素、化合物互溶而成。又有二元系和三元系之分，如ⅣA－ⅣA組成的Ge－Si固溶體;ⅤA－ⅤA組成的Bi－Sb固溶體。

由三種組元互溶的固溶體有：（ⅢA－ⅤA）－（ⅢA－ⅤA）組成的三元化合物固溶體，如GaAs－GaP組成的鎵砷磷固溶體和（ⅡB－ⅥA）（ⅡB－ⅥA）組成的，如HgTe－CdTe兩個(gè)二元化合物組成的連續(xù)固溶體碲鎘汞等。

*半導(dǎo)體材料4.非晶態(tài)半導(dǎo)體

原子排列短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的半導(dǎo)體稱(chēng)為非晶態(tài)半導(dǎo)體，主要有非晶Si、非晶Ge、非晶Te、非晶Se等元素半導(dǎo)體及GeTe，As2Te3，Se2As3等非晶化合物半導(dǎo)體。

5.有機(jī)半導(dǎo)體

有機(jī)半導(dǎo)體分為有機(jī)分子晶體、有機(jī)分子絡(luò)合物和高分子聚合物，一般指具有半導(dǎo)體性質(zhì)的碳－碳雙鍵有機(jī)化合物。*半導(dǎo)體材料9.2半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)與鍵合

一、金剛石結(jié)構(gòu)金剛石結(jié)構(gòu)是一種由相同原子構(gòu)成的複式晶格。元素半導(dǎo)體材料Sｉ、Ge、Sn（灰錫）都具有金剛石結(jié)構(gòu)。

圖9－l金剛石結(jié)構(gòu)（立方晶胞圖）相關(guān)連的原子共有18個(gè)。此結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特點(diǎn)是每個(gè)原於有４個(gè)最近鄰，它們處在一個(gè)正四面體的頂角位置。

*半導(dǎo)體材料二、閃鋅礦和纖鋅礦結(jié)構(gòu)１．閃鋅礦結(jié)構(gòu)（立方ZnS結(jié)構(gòu)）

下圖給出其立方晶胞圖，它是由兩種不同元素的原子分別組成面心晶格套構(gòu)而成，套構(gòu)的相對(duì)位置與金剛石結(jié)構(gòu)相對(duì)位置相同。閃鋅礦結(jié)構(gòu)也具有四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)原子有4個(gè)異類(lèi)原子為最近鄰、後者位於四面體的頂點(diǎn)，具有立方對(duì)稱(chēng)性。圖9－2閃鋅礦型結(jié)構(gòu)

*半導(dǎo)體材料

許多重要的化合物半導(dǎo)體如III一V族化合物GaAs，InSb，GaP，InAs，BSb，AlSb，GaSb等，II－VI族比合物CdTe，ZnSe，HgSe，HgTe等和IV－IV族SiC，都為閃鋅礦結(jié)構(gòu)。由圖9－l和圖9－2對(duì)比可以看出，閃鋅礦結(jié)構(gòu)除去由兩類(lèi)不同原子佔(zhàn)據(jù)著晶格的交替位置外，與金剛石結(jié)構(gòu)是完全相同的。兩種不同原子之間的化學(xué)鍵主要是共價(jià)鍵，同時(shí)又具有離子鍵成分即混合鍵。因此閃鋅礦結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體特性及電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)上除與金剛石結(jié)構(gòu)有許多相同處外又有許多不同之處。

*半導(dǎo)體材料

閃鋅礦結(jié)構(gòu)中的離子鍵成分，使電子不完全公有，電子有轉(zhuǎn)移，即“極化現(xiàn)象”。這與兩種原子的電負(fù)性之差△X＝XA－

XＢ有關(guān)，兩者之差愈大，離子鍵成分愈大，導(dǎo)致極化愈大。表７－１為電負(fù)性與離子鍵比例關(guān)係。

表9－１電負(fù)性與離子鍵比例*半導(dǎo)體材料

2．纖鋅礦結(jié)構(gòu)（六方硫化鋅結(jié)構(gòu)）*半導(dǎo)體材料

2．纖鋅礦結(jié)構(gòu)（六方硫化鋅結(jié)構(gòu)）圖７－３給出其晶胞圖。它是由兩種不同元素的原子分別組成hｃｐ晶格適當(dāng)錯(cuò)位套構(gòu)而成的，並且也有四面體結(jié)構(gòu)，具有六方對(duì)稱(chēng)性。其中Ｓ２－位於整個(gè)六方柱大晶胞的各個(gè)角頂和底心以及由六方柱劃分出的六個(gè)三方柱中的相間的三個(gè)三方柱的軸線上，

Zn２＋則位於各個(gè)三方柱的棱上及相間的三個(gè)三方柱之軸線上。相當(dāng)於Ｓ２－構(gòu)成簡(jiǎn)單六方緊密堆積，而Zn２＋則填塞於半數(shù)的四面體間隙中，即每個(gè)原子均處?kù)懂惙N原子構(gòu)成的正四面體中心，配位數(shù)均為4。纖鋅礦是閃鋅礦的同素異構(gòu)體，晶體結(jié)構(gòu)差別只是第三最近鄰的相對(duì)位置，閃鋅礦結(jié)構(gòu)在（111）方向上下兩層不同原子錯(cuò)開(kāi)60o，纖鋅礦結(jié)構(gòu)在（111）方向上下兩層不同原子是重疊的。因此纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)更適合於電負(fù)性差別大的兩類(lèi)原子組成的晶體。例如III－V族化合物中的BN、GaN、InN，III－VI族化合物中的ZnO、ZnS、CdS、HgS有纖鋅礦結(jié)構(gòu)。但是有些化合物在不同的生長(zhǎng)條件下，可以按不同方式結(jié)晶。*半導(dǎo)體材料３．氯化鈉結(jié)構(gòu)氯化鈉結(jié)構(gòu)可看成是由兩種不同元素原子分別組成的兩套面心立方格子沿1／2［100］方向套構(gòu)而成的，如圖７－4所示。這兩種元素的電負(fù)性有顯著的差別，其中金屬原子失去電子成為正離子，非金屬原子得到電子成為負(fù)離子，它們之間形成離子鍵。具有氯化鈉結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料，主要有CdO、PbS、

PbSe、PbTe、SnTe等。圖9－4氯化鈉型結(jié)構(gòu)圖

*半導(dǎo)體材料４．四面體共價(jià)鍵與軌道雜化矽、鍺和灰錫都具有金剛石結(jié)構(gòu)，每個(gè)原子和4個(gè)最近鄰原子形成四面體共價(jià)鍵。根據(jù)軌道雜化理論，當(dāng)四價(jià)元素形成晶體時(shí)，原子相互靠近，改變了孤立原子狀態(tài)，主要表現(xiàn)在使價(jià)電子的狀態(tài)發(fā)生變化，即有1個(gè)S軌道和3個(gè)P軌道，混合組成4個(gè)SP3雜化軌道，使原子有強(qiáng)的成健能力，原有電子處?kù)冬F(xiàn)在4個(gè)雜化軌道狀態(tài)，電子雲(yún)幾率分佈沿四面體頂角方向最大，在這4個(gè)方向上，一個(gè)原子和周?chē)罱徳又g形成共價(jià)鍵，鍵和鍵之間的夾角為109o28。碳、矽、鍺和灰錫都有四面體共價(jià)鍵，成鍵數(shù)都等於價(jià)電子數(shù)4，只是原子半徑從矽至灰錫逐漸增大，它們的共價(jià)鍵強(qiáng)度逐漸減小。對(duì)於III

－V族和II－VI族化合物半導(dǎo)體是與IV族元素半導(dǎo)體等電子的，它們每個(gè)原子所具有的平均價(jià)電子數(shù)也是4，仍以Sp3雜化軌道成鍵形成四面體配位的晶體，只是由於它們是兩種原子組成的化合物，形成了閃鋅礦結(jié)構(gòu)或纖鋅礦結(jié)構(gòu)。*半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

矽晶體的空間排列*半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)矽和鍺的原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型及晶體結(jié)構(gòu)價(jià)電子：最外層原子軌道上具有的電子（4個(gè)）。*半導(dǎo)體材料

9.3半導(dǎo)體材料的物理基礎(chǔ)

研究半導(dǎo)體中載流子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律、基本物理過(guò)程、物理現(xiàn)象及物理性質(zhì)是認(rèn)識(shí)、發(fā)展和開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體功能材料的基礎(chǔ)。一、導(dǎo)電特性

載流子晶體中參與導(dǎo)電的粒子被稱(chēng)為載流子。半導(dǎo)體中對(duì)電導(dǎo)有貢獻(xiàn)的載流子：導(dǎo)帶中的電子，價(jià)帶中的空穴，它倆是具有不同符號(hào)的電荷。對(duì)純淨(jìng)半導(dǎo)體，理想情況下，半導(dǎo)體內(nèi)不存在可以自由移動(dòng)的電子，電子均被束縛在原子核周?chē)渲袃r(jià)電子構(gòu)成共價(jià)鍵。

本征激發(fā)當(dāng)外界對(duì)半導(dǎo)體有某種作用時(shí)，如光照、加熱等，價(jià)電子獲得足夠能量，擺脫共價(jià)鍵束縛，成為自由電子，而原來(lái)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位叫空穴，即產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，這個(gè)過(guò)程叫本征激發(fā)。電子和空穴都可參與導(dǎo)電，它們數(shù)目接近叫做本征半導(dǎo)體。在室溫下鍺的本征載流子濃度ni=2.3X1019個(gè)／m3，矽的ni=1.5

X1019個(gè)／m3。*第7章半導(dǎo)體材料

實(shí)際用的半導(dǎo)體材料中總會(huì)有雜質(zhì)存在，其中有的雜質(zhì)會(huì)使半導(dǎo)體中自由電子數(shù)增加，成為以電子為主要載流子的n型半導(dǎo)體；有的雜質(zhì)使半導(dǎo)體中空穴數(shù)增多，成為以空穴為主要載流子的P型半導(dǎo)體。

例如在半導(dǎo)體材料中摻入比其多一個(gè)價(jià)電子的元素，多餘的價(jià)電子不能進(jìn)入共價(jià)鍵，但仍受雜質(zhì)中心的約束，只是比共價(jià)鍵約束弱得多，只要很小的能量就會(huì)擺脫約束，成為自由導(dǎo)電電子。同樣在半導(dǎo)體材料中摻入比其少一個(gè)價(jià)電子的元素，組成共價(jià)鍵時(shí)，形成一個(gè)空穴狀態(tài)，只要很小的能量就會(huì)從附近原子接受一個(gè)電子，把空狀態(tài)轉(zhuǎn)移到附近共價(jià)鍵裏，這就是空穴，空穴數(shù)增多並參與導(dǎo)電。以上兩種情況發(fā)生時(shí)，雜質(zhì)原子分別形成正電中心和負(fù)電中心，都可以近似用類(lèi)氫系統(tǒng)和載流子的有效品質(zhì)來(lái)處理。

半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特點(diǎn)即是具有兩種載流子，而且可以人為地改變其種類(lèi)和數(shù)目，這也是半導(dǎo)體材料可以得到廣泛應(yīng)用的重要原因。*本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體——化學(xué)成分純淨(jìng)的半導(dǎo)體。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)?？昭ā矁r(jià)鍵中的空位。電子空穴對(duì)——由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自由電子和空穴對(duì)?？昭ǖ囊苿?dòng)——空穴的運(yùn)動(dòng)是靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電子依次充填空穴來(lái)實(shí)現(xiàn)的。*雜質(zhì)半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價(jià)或五價(jià)元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱(chēng)為雜質(zhì)半導(dǎo)體。

N型半導(dǎo)體——摻入五價(jià)雜質(zhì)元素（如磷）的半導(dǎo)體。（Negative負(fù)的字頭）P型半導(dǎo)體——摻入三價(jià)雜質(zhì)元素（如硼）的半導(dǎo)體。（Positive正的字頭)*

1.N型半導(dǎo)體

因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周?chē)膫€(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，而多餘的一個(gè)價(jià)電子因無(wú)共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。

在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子,由熱激發(fā)形成。

提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱(chēng)為施主雜質(zhì)。*

2.P型半導(dǎo)體

因三價(jià)雜質(zhì)原子在與矽原子形成共價(jià)鍵時(shí)，缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。

在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。

空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱(chēng)為受主雜質(zhì)。*

摻入雜質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響，一些典型的數(shù)據(jù)如下:

T=300K室溫下,本征矽的電子和空穴濃度:

n=p=1.4×1010/cm31

本征矽的原子濃度:

4.96×1022/cm3

3以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm3

。

2摻雜後N型半導(dǎo)體中的自由電子濃度:

n=5×1016/cm3

3.雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響*半導(dǎo)體材料二、能帶結(jié)構(gòu)固體物理學(xué)中常用能帶來(lái)表示電子的各種行為。

能帶結(jié)構(gòu)通常把能帶、禁帶寬度以及電子填充能帶的情況統(tǒng)稱(chēng)為能帶結(jié)構(gòu)，其中能帶和禁帶寬度取決於晶體的原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)，而電子填充要遵從能量最小原理和泡利不相容原理。

帶邊價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底都稱(chēng)為帶邊，分別用Ev和Ec表示它們的能量，帶隙寬度Eg=Ev-Ec。用晶體中電子的能量E與波矢k的函數(shù)關(guān)係來(lái)描述電子在能帶中的填充，對(duì)半導(dǎo)體起作用的常常是接近於導(dǎo)帶底或價(jià)帶頂?shù)碾娮印?*

純淨(jìng)材料的導(dǎo)電性能與材料的電子結(jié)構(gòu)有直接的關(guān)係。電子結(jié)構(gòu)由一系列能級(jí)組成，電子有序地填充在這些能級(jí)中。金屬有部分能級(jí)沒(méi)有填滿(mǎn)，因此，電子可以在這些能級(jí)間自由地移動(dòng)也就是說(shuō)，電子可以在金屬中流動(dòng)。絕緣體的能級(jí)是被電子填滿(mǎn)的，並且，兩個(gè)能級(jí)之間的能量差距很大。電子只有獲得足夠的能量才能從一個(gè)能級(jí)級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)。能級(jí)之間的能量差距越大，電子躍遷就越困難，絕緣性能也就越好。半導(dǎo)體和絕緣體一樣，存在滿(mǎn)帶，但由於能隙較小，它的電子在躍遷時(shí)需要的能量就較少。因此一些電子有足夠的能量來(lái)躍遷。當(dāng)然電子的平均能量是溫度的函數(shù)，因此半導(dǎo)體的導(dǎo)電性也與溫度有關(guān)。*半導(dǎo)體材料三、p-n結(jié)（PN結(jié)的形成及特性）

1.PN結(jié)的形成

2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

3.PN結(jié)的反向擊穿*

在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過(guò)擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。此時(shí)將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過(guò)程:

因濃度差空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng)

內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移

內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散

最後,多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

對(duì)於P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱(chēng)為PN結(jié)。在空間電荷區(qū)，由於缺少多子，所以也稱(chēng)耗盡層。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)

*1.PN結(jié)的形成（1）擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

（2）PN結(jié)（3）漂移運(yùn)動(dòng)***

2.

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

當(dāng)外加電壓使PN結(jié)中P區(qū)的電位高於N區(qū)的電位，稱(chēng)為加正向電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)正偏；反之稱(chēng)為加反向電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)反偏。

(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

低電阻大的正向擴(kuò)散電流PN結(jié)的伏安特性*PN結(jié)的伏安特性

(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí)PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

高電阻很小的反向漂移電流

在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無(wú)關(guān)，這個(gè)電流也稱(chēng)為反向飽和電流。*

PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；

PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。

由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?

3.

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

(3)PN結(jié)V-I特性運(yùn)算式其中PN結(jié)的伏安特性IS——反向飽和電流VT——溫度的電壓當(dāng)量且在常溫下（T=300K）*

2.2.3

PN結(jié)的反向擊穿當(dāng)PN結(jié)的反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然快速增加，此現(xiàn)象稱(chēng)為PN結(jié)的反向擊穿。熱擊穿——不可逆PN結(jié)的電流和溫升不斷增加，使PN結(jié)的發(fā)熱超過(guò)它的耗散功率。電擊穿——可逆雪崩擊穿：由於碰撞電離使載流子產(chǎn)生倍增效應(yīng)，使反向電流急劇增大。齊納擊穿：在雜質(zhì)濃度特別大的PN結(jié)中加有較高的反向電壓，破壞共價(jià)鍵將束縛電子分離出來(lái)造成電子空穴對(duì)，使反向電流急劇增大。*半導(dǎo)體材料

9.4半導(dǎo)體材料中的雜質(zhì)

一、雜質(zhì)的種類(lèi)按雜質(zhì)原子存在方式分兩類(lèi)：?jiǎn)蝹€(gè)原子，複合體。以單個(gè)原子存在的位置分兩類(lèi)：替代式，間隙式。按雜質(zhì)原子對(duì)半導(dǎo)體材料電學(xué)性質(zhì)的影響分為5類(lèi)：受主雜質(zhì)、施主雜質(zhì)（Ⅲ族和Ⅴ族）、兩性雜質(zhì)（Si中的Au）、中性雜質(zhì)（Ⅳ族矽中鍺、碳和錫）和深能級(jí)雜質(zhì)（IB族和過(guò)渡族金屬雜質(zhì)）。*半導(dǎo)體材料二、雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體材料電學(xué)性能的影響

1．雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體材料導(dǎo)電類(lèi)型的影響當(dāng)材料中施主雜質(zhì)和受主雜質(zhì)共存時(shí)，有補(bǔ)償作用，材料的導(dǎo)電類(lèi)型，取決於哪一種佔(zhàn)優(yōu)勢(shì)。設(shè)雜質(zhì)在室溫下全部電離，ND表示施主雜質(zhì)濃度，NA表示受主雜質(zhì)濃度，當(dāng)ND≥

NA時(shí)半導(dǎo)體呈n型，如若ND≤NA呈P型，當(dāng)ND≈

NA或ND=

NA時(shí)，雜質(zhì)高度補(bǔ)償，呈弱n或弱p型，甚至是本征的。人們常常利用擴(kuò)散或注入法，改變材料中某一區(qū)域的導(dǎo)電類(lèi)型，製作各種器件；同時(shí)人們?cè)谶x擇半導(dǎo)體材料時(shí)，也提出對(duì)補(bǔ)償度的要求，保證器件的品質(zhì)和穩(wěn)定性。

*半導(dǎo)體材料

2．雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體材料電阻率的影響材料中有多種雜質(zhì)，並且飽和電離時(shí)，電阻率用ρ表示。在有補(bǔ)償?shù)那闆r下，電阻率主要由有效雜質(zhì)濃度（ND-NA

）或（NA-ND

）決定，但總的雜質(zhì)濃度N1=NA+ND

，也對(duì)電阻率有影響，因?yàn)殡s質(zhì)濃度很大時(shí)，對(duì)載流子散射將加強(qiáng)，則遷移率下降，電阻率增加。有補(bǔ)償時(shí)，電阻率數(shù)值偏高，數(shù)據(jù)不可靠。因此製備半導(dǎo)體材料，應(yīng)提純達(dá)到規(guī)格要求。

*半導(dǎo)體材料

3．雜質(zhì)對(duì)非平衡載流子壽命的影響半導(dǎo)體中深能級(jí)雜質(zhì)對(duì)材料的平衡態(tài)電學(xué)性能影響較小，對(duì)非平衡態(tài)的電學(xué)性能影響較大。在禁帶中有多重能級(jí)，對(duì)電子和空穴的複合起中間站作用，稱(chēng)為複合中心或陷阱中心，大大縮短了非平衡載流子的壽命，因此一般在製備材料時(shí)要嚴(yán)防重金屬玷污，它們對(duì)光電器件特別有害，而對(duì)一些特殊器件還可以人為注入微量重金屬來(lái)降低非平衡載流子壽命。

*半導(dǎo)體材料

9.5元素半導(dǎo)體中的缺陷

晶體的缺陷半導(dǎo)體晶體中原子的週期性排列經(jīng)常受到局部破壞，這些被破壞的區(qū)域稱(chēng)為晶體的缺陷。

晶體的缺陷的分類(lèi)按它們區(qū)域的大小分為點(diǎn)、線、面、體四類(lèi)。

研究晶體的缺陷的意義各種缺陷的相互作用，與雜質(zhì)原子的相互影響，形成複合體，對(duì)材料和器件的性能會(huì)產(chǎn)生重大影響，因此材料中的缺陷是材料應(yīng)用研究中的一個(gè)中心問(wèn)題。

*半導(dǎo)體材料

一、點(diǎn)缺陷（熱缺陷）

半導(dǎo)體晶體中點(diǎn)缺陷的類(lèi)型有肖特基缺陷、填隙原子缺陷和弗侖克爾缺陷等。熱缺陷不斷產(chǎn)生、複合，在一定溫度下有確定的平衡濃度，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)物理方法可得到空位的數(shù)目：

填隙原子的數(shù)目：

式中，N、N’分別為單位體積中的原子數(shù)和間隙位置數(shù)，Evf、Eif分別是一個(gè)空位、一個(gè)填隙原子形成能。

弗會(huì)克爾缺陷的數(shù)目為

其中，EFf是一個(gè)弗會(huì)克爾缺陷的形成能。

*半導(dǎo)體材料

二、位錯(cuò)

1．可能的位錯(cuò)組態(tài)根據(jù)位錯(cuò)理論可知，位錯(cuò)線應(yīng)在晶體的滑移面上，而滑移面常常是原子面密度大的低指數(shù)晶面，金剛石結(jié)構(gòu)晶體面密度最大的是（111）面，其次是（110）面和（100）面，位錯(cuò)線的滑移方向多是原子的密排方向「110］，因此最短的柏氏向量在[110]方向。

2．位錯(cuò)對(duì)材料和器件性能的影響位錯(cuò)對(duì)材料性能的影響表現(xiàn)在對(duì)刃型位錯(cuò)存在一串原子帶有未飽和的懸掛鍵，可起施主或受主作用（與單晶類(lèi)型有關(guān)），使材料電阻率改變。位錯(cuò)還會(huì)影響遷移率和電導(dǎo)率，並具有明顯的方向性。位錯(cuò)的存在還會(huì)改變少數(shù)載流子的壽命。

*半導(dǎo)體材料

實(shí)驗(yàn)表明“清潔的”位錯(cuò)對(duì)器件特性沒(méi)什麼影響，但是當(dāng)雜質(zhì)原子沿位錯(cuò)線沉積，特別是貴金屬雜質(zhì)的沉積，會(huì)引起p－n結(jié)漏電、V－I特性“軟化”。位錯(cuò)線還會(huì)使雜質(zhì)的擴(kuò)散增強(qiáng)，特別在淺結(jié)n－P－n電晶體中引起器件失效。提高材料純度，減少工藝過(guò)程中的雜質(zhì)玷污，消除誘生位錯(cuò)，是提高器件性能和成品率的重要措施。另一方面“吸除工藝”，它是利用非有源區(qū)的位錯(cuò)，吸除有源區(qū)的有害雜質(zhì)、點(diǎn)缺陷，則能改善性能，提高器件的成品率。

*半導(dǎo)體材料

3、堆垛層錯(cuò)

層錯(cuò)的來(lái)源：（1）外延生長(zhǎng)時(shí)，由於襯底表面存在機(jī)械損傷、表面沾汙、微氧化斑、小合金點(diǎn)等都可成為層錯(cuò)成核中心，外延生長(zhǎng)時(shí)可生成本征型和非本征型層錯(cuò)。（2）單晶生長(zhǎng)時(shí)，在固液介面上有掉渣、熱應(yīng)力、籽晶和熔體浸潤(rùn)不好等情況，也可引入層錯(cuò)。（3）矽片熱氧化或熱處理時(shí)引入層錯(cuò)。

層錯(cuò)對(duì)材料和器件性能的影響層錯(cuò)可以引起雜質(zhì)不規(guī)則擴(kuò)散和不均勻分佈，使器件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，引起漏電流增大，二次擊穿，局部擊穿甚至短路。層錯(cuò)也成為重金屬等有害雜質(zhì)聚集、沉澱核心，引起擊穿。層錯(cuò)還成為載流子的複合中心和散射中心，使少數(shù)載流子壽命和遷移率下降，使器件放大係數(shù)下降，增大反向電流和正向電壓下降，降低截止頻率。層錯(cuò)還增加電晶體雜訊。*半導(dǎo)體材料

4.化合物半導(dǎo)體中的缺陷主要關(guān)注點(diǎn)缺陷，以GaAs為例。（1）Ga原子和As原子本身產(chǎn)生空位和間隙原子。（2）肖特基缺陷，按嚴(yán)格化學(xué)計(jì)量比，產(chǎn)生As空位同時(shí)形成相等數(shù)目的Ga空位。（3）弗倫克爾缺陷，產(chǎn)生As空位的同時(shí)形成相等數(shù)目的As間隙原子、（4）代位原子，即產(chǎn)生As占Ga的代位原子或Ga占As的代位原子。（5）反結(jié)構(gòu)缺陷，即產(chǎn)生As占Ga的代位原子的同時(shí)，產(chǎn)生相同數(shù)目的Ga占As的代位原子。*半導(dǎo)體材料

9.6典型半導(dǎo)體材料一、矽材料矽是當(dāng)前最重要、產(chǎn)量最大、發(fā)展最快、用途最廣的半導(dǎo)體材料，95％以上的半導(dǎo)體器件是用矽材料製作。據(jù)報(bào)導(dǎo)，1996年世界矽半導(dǎo)體器件的市場(chǎng)規(guī)模為1851億美元，消費(fèi)矽片則達(dá)33.46億平方英寸。

1.矽材料概況矽在地殼中的含量為27％。矽晶體具有灰色金屬光澤，硬而脆，熔點(diǎn)1420℃，室溫下本征電阻率為23X105Ω·cm。常溫下矽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，升溫時(shí)，很容易同氧、氯等多種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，高溫下極活潑。矽不溶於鹽酸、硫酸、硝酸及王水，但容易溶於HF－HNO3混合液，後者常用來(lái)作為矽的腐蝕液；矽容易與堿反應(yīng)，可用來(lái)顯示晶體缺陷；矽與金屬作用能生成多種矽化物，它們具有導(dǎo)電性良好、耐高溫、抗電遷移等特性，可用來(lái)製作大規(guī)模和超大規(guī)模積體電路內(nèi)部引線、電阻等。*第7章半導(dǎo)體材料

2．矽單晶的製備單晶矽的生長(zhǎng)方法有直拉法（CZ）、懸浮區(qū)熔法（FZ）、磁控拉制法（MCZ）和採(cǎi)用外延法（EPI）製備矽外延片。

CZ法是在盛有熔矽的坩堝內(nèi)，引入籽晶作為非均勻晶核，然後控制溫度場(chǎng)，將籽晶旋轉(zhuǎn)並緩慢向上提拉，晶體便在籽晶下按籽晶的方向長(zhǎng)大。

CZ法是目前生長(zhǎng)元素和Ⅲ一V族化合物半導(dǎo)體單晶的最主要方法，工藝成熟。CZ單晶矽的特點(diǎn)是直徑大、機(jī)械強(qiáng)度高、電阻率低、氧含量較高，適於生產(chǎn)中、低阻，大直徑單晶，主要用於製造積體電路、電晶體、低電壓小功率二極體、感測(cè)器和太陽(yáng)能電池。由CZ法生長(zhǎng)的單晶，由於坩堝與材料反應(yīng)和電阻加熱爐氣氛的污染，雜質(zhì)含量較大，生長(zhǎng)高阻單晶困難。

FZ法不使用坩堝，它是將區(qū)域提純與晶體生長(zhǎng)結(jié)合起來(lái)制取高純單晶，該法在高純石墨舟前端放上籽晶，後面放上原料錠。建立熔區(qū)，將原料錠與籽晶一端熔合後，移動(dòng)熔區(qū)，單晶便在舟內(nèi)生長(zhǎng)。FZ單晶矽的特點(diǎn)是電阻率高、補(bǔ)償度小、少數(shù)載流子壽命長(zhǎng)、NTD單晶矽電阻率均勻性好，主要用於製作電力電子器件（SR、SCR、GTO等）、高反壓電晶體、射線探測(cè)器、高壓整流器、可控矽。*第7章半導(dǎo)體材料

9．6．1．3矽單晶中的做缺陷在矽材料的發(fā)展過(guò)程中，人們?cè)牙茻o(wú)位錯(cuò)單晶作為提高材料性能和器件成品率的最佳要求，但在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)無(wú)位錯(cuò)單晶矽中存在微缺陷，其中有一類(lèi)稱(chēng)為旋渦缺陷，人們對(duì)它研究的比較深入廣泛。區(qū)熔單晶中微缺陷研究開(kāi)展得較早，文獻(xiàn)較多，對(duì)其分類(lèi)及特徵大致如表10－－5所示，但對(duì)其形成原因和本質(zhì)的研究又提出多種模型，如早期迪考克的“空位團(tuán)模型”，後來(lái)較為流行的有“非平衡間隙原子模型”和“平衡間隙原子模型”，還有人提出“液滴模型”、“St。C4複合體”、“純空位模型”等，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的理論解釋微缺陷的形成。直拉單晶中微缺陷和區(qū)熔單晶中微缺陷在成因和性質(zhì)上又很不相同。嫋10－5桂單矽中的微缺陷一微缺陷的存在引起人們的極大重視。在微缺陷上會(huì)產(chǎn)生金屬微沉澱、絕緣微沉澱及層錯(cuò)，使器件性能變壞，如導(dǎo)致p－n結(jié)漏電流增大，載流子遷移率降低，對(duì)大規(guī)模積體電路會(huì)帶來(lái)更大的危害，所以微缺陷已成為影響器件成品率的重要因素。*第7章半導(dǎo)體材料

10．6．1．罩住單晶中的日和碳由於原材料和生長(zhǎng)時(shí)氣氛和環(huán)境站汙的影響，矽單晶中一般都含有一定數(shù)量的氧和碳。如CZ－Si中氧含量可達(dá)101’個(gè)／。m－‘，碳101’個(gè)／cm－‘；FZ－－Si中氧可達(dá)10“～10’‘個(gè)／cm－‘，碳10“個(gè)／cm－’，因此矽中氧、碳一直是人們研究的重要課題。氧在矽中大部分處?kù)堕g隙位置，形成St一O－－St鍵，在1106cm－‘處產(chǎn)生紅外吸收帶，它與空位複合還產(chǎn)生836cm－‘紅外吸收帶，氧在矽中一般認(rèn)為有兩個(gè)施主能級(jí)，三個(gè)受主能級(jí)，擴(kuò)散係數(shù)為D一隊(duì)23exp（一2．561士0．005／k。T）。氧在矽中的作用有害也有利，因此應(yīng)綜合考慮其含量與作用。對(duì)氧含量較高的CZ矽，熱處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱施主（450t左右）或新施主（550～800t長(zhǎng)時(shí)間處理），在1000oC以上氧以g－SIO。微沉積形式析出，高於1300℃熱處理氧重新處?kù)斗稚⒌拈g隙位置。關(guān)於新施主的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生機(jī)理至今還不很清楚。碳在矽中為替位式，是非電活性雜質(zhì)，高碳樣品在830cm－‘處有Si－C吸收峰，熱處理時(shí)在450t拆出沉澱物SIC，700oC時(shí)溶質(zhì)破開(kāi)始消失。其在矽中擴(kuò)散係數(shù)為D—0．33exP［一（2．9士0．25）從。Ti。碳對(duì)矽器件有害，應(yīng)儘量減少其含量。*第7章半導(dǎo)體材料

10．6．1．5住單晶中缺陷的控制和利用為了消除缺陷給材料和器件帶來(lái)的危害，人們一直是在如下兩個(gè)方面努力的。（1）消除缺陷通過(guò)提高原材料的純度、改善多晶、籽晶、襯底的品質(zhì)，改進(jìn)材料加工技術(shù)、單晶製備、熱處理和器件製造工藝，控制氧、碳、氮和其他雜質(zhì)含量和均勻分佈，改善超淨(jìng)條件，減少治汙等措施來(lái)消除缺陷，製備高度完整的晶體?；├萌毕輰?shí)踐證明，完全消除缺陷是難於實(shí)現(xiàn)的，人們就通過(guò)控制並利用晶體在拉制和加工過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，來(lái)保證和提高積體電路的性能，有人稱(chēng)之為“缺陷工程”具體方法很多，可分為兩類(lèi)：①內(nèi)吸除，又稱(chēng)“本征吸除”（IG），主要用於間隙氧含量較高的矽片，具體做法是用CZ矽片在一定熱處理制度下，使矽片內(nèi)部生成氧沉澱、位錯(cuò)、層措等缺陷複合作，而在距表面的一定深度內(nèi)形成無(wú)氧層，矽片內(nèi)部缺陷通過(guò)和表面層內(nèi)雜質(zhì)、缺陷交互作用，對(duì)表面吸除，獲得表面完整層（DZ）的優(yōu)質(zhì)矽片；②外吸除，利用外部因素來(lái)處理矽片，減少矽片表面活性層（有源區(qū)）的污染和防止缺陷的產(chǎn)生，常用的外吸除方法有在背面製造劃傷或研磨傷痕、離子注入，擴(kuò)磷、硼，引入位錯(cuò)，附一層St。N4膜，鐳射照射、聲波衝擊等產(chǎn)生畸變場(chǎng)，也能施以對(duì)表面的吸附作用，以也獲得DZo實(shí)驗(yàn)表明，內(nèi)吸除和外吸除工藝配合可以產(chǎn)生更好的作用，且適用於低氧含量矽片。*第7章半導(dǎo)體材料10．6．1．6掛材料的主要應(yīng)用矽材料是目前可以獲得的純度最高、完整性最好、直徑最大、用途最廣和消耗量最大的半導(dǎo)體材料，已成為半導(dǎo)體工業(yè)的重要基礎(chǔ)材料。如前所述，95％以上的半導(dǎo)體器件均用矽製成，而在這些器件中積體電路（IC）又占60％～80％。根據(jù)矽材料的不同性?xún)?yōu)製作的半導(dǎo)體器件主要有晶體二極體、三極管、IC（利用整流效應(yīng)、離子注入）、熱敏電阻（利用熱電效應(yīng)）、霍爾器件（利用霍爾效應(yīng)）、變?nèi)荻O體（利用p－n結(jié)電容效應(yīng)）、混頻二極體（利用肖特基勢(shì)壘效應(yīng)）、光敏電阻（利用光電效應(yīng)）、光電二極體和雪崩光電二極體（利用光電導(dǎo)和光伏效應(yīng)）、雪崩渡越二極體（利用P－n結(jié)雪崩倍增效應(yīng)）、晶閘管（利用整流效應(yīng)）等，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及通信、雷達(dá)、廣播、電視、各種電腦、自動(dòng)控制和各種儀錶；太陽(yáng)能電池（利用光生伏特效應(yīng)）應(yīng)用於空間或地面發(fā)電；半導(dǎo)體探測(cè)器（利用內(nèi)光電效應(yīng)）、核輻射探測(cè)器（利用本征激發(fā)或雜質(zhì)電離）應(yīng)用於原子能、分析、光量子檢測(cè)；利用超純矽對(duì)l～7ym紅外光透過(guò)率高達(dá)90％～95％這一特性，製作紅外聚焦透鏡，用以對(duì)紅外輻射目標(biāo)進(jìn)行夜視跟蹤，照相等；其他加整流器和可控矽應(yīng)用於整流、高頻振盪器、超聲波振盪器。

*第7章半導(dǎo)體材料10．6．1．7健材料的發(fā)展?fàn)顩r矽作為最主要的半導(dǎo)體材料，自從1948年發(fā)明第1只矽電晶體後，借助矽的優(yōu)越性，已在20世紀(jì)50年代製成了可控矽和在別世紀(jì)助年代實(shí)現(xiàn)了集成電路（IC），這為開(kāi)創(chuàng)微電子工業(yè)和開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。從此，矽材料的產(chǎn)量逐年上升，據(jù)西方國(guó)家統(tǒng)計(jì)，1990年世界矽多晶產(chǎn)量已接近萬(wàn)噸。從矽單晶的生產(chǎn)情況看，至1998年世界f125mm（sin）和f150mm（6in）的矽單晶片產(chǎn)量已占矽片生產(chǎn)總量的70％以上，同時(shí)各國(guó)都在大力擴(kuò)大f200mm（出山片的生產(chǎn)能力，f300mm（12i）的單晶矽也已問(wèn)世。另一方面，高壓大功率器件的發(fā)展，區(qū)熔矽單晶生產(chǎn)水準(zhǔn)也有很大提高，f100mm（4in和fi25mm（sin）區(qū)熔矽單晶已可工業(yè)化生產(chǎn)，曆n的也已研製成功，並投入生產(chǎn)。近年來(lái)矽單晶生產(chǎn)的平均增長(zhǎng)率達(dá)20％，直徑幾乎每?jī)赡暝黾觢in，f200mm（sin）的矽片現(xiàn)已成為常規(guī)產(chǎn)品，f300mm（12in）的矽片已在最近幾年逐步投入器件生產(chǎn)線。矽片品質(zhì)是隨後制出的器件和積體電路性能的關(guān)鍵，為提高電腦的貯存容量的速度以及不斷地降低成本，要求其貯存器晶片儘量減少每個(gè)元件的面積共提高集成度，這需要大面積無(wú)缺陷的矽單晶片作保證。國(guó)外對(duì)單晶矽的要求重點(diǎn)在於穩(wěn)定和提高大直徑矽片的品質(zhì)，其中主要是氧含量、均勻性和尺寸精度，即平整度和表面品質(zhì)。表10－6列出1998～2014年隨機(jī)動(dòng)態(tài)記憶體（DRAM）的發(fā)展趨勢(shì)和性能要求。宗10－61998～2014年隨機(jī)動(dòng)態(tài)記憶體（DRAM）的發(fā)展和性能基求——

我國(guó)矽材料生產(chǎn)和研究的整體水準(zhǔn)落後於先進(jìn)國(guó)家，雖然已能生產(chǎn)100～150mm各種規(guī)格的電路級(jí)拋光片和100in外延片，品種和規(guī)格基本滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)電子工業(yè)的需要，但在大批量生產(chǎn)、大尺寸和矽片品質(zhì)等方面還與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品有一定的差距。當(dāng)前，矽材料的國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵在於提高矽片尺寸和品質(zhì)。與此同時(shí)，研究原料與矽材料的關(guān)係，矽材料與器件的關(guān)係以及開(kāi)展與之有關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究等也十分重要。

*************10.6典型半導(dǎo)體材料一、矽材料1.1矽材料的製備1.2矽單晶的微缺陷1.3矽單晶中的氧和碳1.4矽單晶中缺陷的控制和利用（1）消除缺陷（2）利用缺陷：內(nèi)消除和外吸除1.5矽材料的應(yīng)用二極體、三極管、熱敏電阻、光敏電阻、太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體探測(cè)器、整流器和可控矽等方面。*二、鍺材料三、砷化鎵材料四、碲鎘汞材料五、鎵砷磷材料六、薄膜半導(dǎo)體材料七、高溫半導(dǎo)體材料八、碳化矽九、人造金剛石薄膜*十、非晶半導(dǎo)體材料1、分類(lèi)：（1）共價(jià)鍵非晶半導(dǎo)體1）四面體非晶半導(dǎo)體如Si、Ge、SiC、InSb2）“鏈狀”非晶半導(dǎo)體如S、Se、Te、As2S33）交鏈網(wǎng)路非晶半導(dǎo)體Ge－Sb－Se2）3）兩類(lèi)都還有S、Se和Te，稱(chēng)為硫系化合物（2）離子鍵非晶半導(dǎo)體主要是氧化物玻璃V2O5-P2O5、MnO-Al2O3-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2*2、非晶態(tài)半導(dǎo)體器件的研究和應(yīng)用（1）光碟（2）太陽(yáng)能電池（3）薄膜場(chǎng)效應(yīng)電晶體（4）感測(cè)器*半導(dǎo)體材料的介紹

電子陶瓷材料*

按IEC標(biāo)準(zhǔn)，陶瓷電容器被分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共三大類(lèi)型。

Ⅰ型陶瓷電容器是電容量隨溫度變化穩(wěn)定度較高的電容器，主要用於高頻諧振回路中，常被稱(chēng)為高頻陶瓷電容器。按照介電常數(shù)高低，Ⅰ型陶瓷電容器又可分為低介高頻瓷與高介高頻瓷，其中，高介高頻瓷包括了熱補(bǔ)償高頻瓷、熱穩(wěn)定高頻瓷。

陶瓷電容器的分類(lèi)*

Ⅱ型陶瓷電容器以高介電常數(shù)為主要特徵，其材料主體是具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的鐵電強(qiáng)介磁料，其基本組成主要有和弛豫鐵電體。鐵電強(qiáng)介質(zhì)陶瓷的高介電常數(shù)來(lái)源與材料中存在的自發(fā)極化隨外電場(chǎng)而呈現(xiàn)的其介電常數(shù)高達(dá)

。由於介電常數(shù)受溫度影響很大，電容器容量溫度特性通常用在規(guī)定溫度範(fàn)圍內(nèi)的上、下極值容量相對(duì)於室溫下的容量變化百分比來(lái)表示。

*

用這種材料製作的電容器在頻率超過(guò)一定範(fàn)圍時(shí)衰減幅度很大，因而主要應(yīng)用於低頻電路或?qū)θ萘恳蟛淮罂量痰闹懈哳l電路。最為常見(jiàn)的Ⅱ型陶瓷電容器有以下幾類(lèi)特性：Y5V、Y5U、X7R特性。*

Ⅲ型陶瓷電容器又被稱(chēng)為半導(dǎo)體陶瓷電容器，它是一種利用特殊的顯微結(jié)構(gòu)（晶?；虼审w半導(dǎo)體，晶界或表面絕緣化）來(lái)獲取巨大的宏觀效益的高性能陶瓷電容器，用於製作這類(lèi)電容器的主要材料有鈦酸鋇和鈦酸鍶。這類(lèi)電容器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要有晶界層（BLC）和表面阻擋層（SLC）兩種。晶界層陶瓷電容器具有介電常數(shù)高（30000～50000），使用頻率寬（0～

Hz），溫度變化率及介電*

損耗相對(duì)較小的特點(diǎn)，這種重要的性能優(yōu)勢(shì)使晶界層電容器對(duì)于優(yōu)化電子線路、提高電路工作頻率特性和溫度適用范圍、改善整機(jī)性能具有重要作用，如容量溫度變化率在范圍之內(nèi)、介質(zhì)損耗小于的晶界層電容器，在技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛用于各種高性能電子儀器設(shè)備中。被晶界層電容器制作的小型大容量穿心電容器應(yīng)用于電源及微波電路濾波接口時(shí)，可增加各種人為或自然的電磁干擾型號(hào)的抑制、消除功能，從而提高軍事電子裝備的抗電磁干擾能力。*

號(hào)的抑制、消除功能，從而提高軍事電子裝備的抗電磁干擾能力。

Ⅰ型陶瓷電容器常用來(lái)表示溫度每變化1℃時(shí)介電常數(shù)的相對(duì)變化率，可用下式表示：

*1.

Ⅰ型陶瓷電容器瓷的分類(lèi)*1.

值不同的原因有正、負(fù)、零，取決於不同溫度下質(zhì)點(diǎn)的極化程度，也決定於相應(yīng)溫度下單位體積的質(zhì)點(diǎn)數(shù)。a、

TiO2、CaTiO3b、

CaSnO3、CaZrO3c