1.3 晶体结构
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基础课件-硅材料基础知识硅材料基础知识主要内容:一、概述二、硅的结构、分类与来源三、硅的物理性质四、硅的化学性质五、硅的物理参数及测量六、硅的应用及注意事项一、概述硅材料的基础知识,课程包括较多,有固体物理、量子力学、半导体物理、半导体化学、半导体器件工艺、半导体材料等方面的知识;内容较多,如半导体电子状态和能级、载流子的发布、导电性、非平衡载流子、P-N结、金属与半导体的接触、表面理论、光电效应、磁电效压阻效应、异质结等。
这里只介绍半导体材料的最基本的内容。
1、材料按导电性能划分,可分为:导体、绝缘体、半导体三类。
导体——容易导电的材料。
如各种金属、石墨等。
一般的,电阻率<0.2Ω·cm 绝缘体——很难导电的材料。
如橡胶、玻璃、背板、EVA、SiO2、Si3N4等。
一般的,电阻率>20000Ω·cm半导体——介于两者之间的材料。
如Si、Ge、GaAs、ZnO等,它具有一些独特的性质。
注:a、金属靠电子导电,溶液靠离子导电,半导体导电靠电子或空穴导电。
b、空穴就是电子的缺少。
2、半导体材料,按组成结构可分为:元素半导体、化合物半导体、非晶半导体、有机半导体。
3、半导体器件对材料的要求:3.1禁带宽度适中(一般0.5~1.5电子伏,硅是1.08)3.2载流子迁移率高(一般1000~5000cm2/V·s)3.3纯度高3.4电阻率要求可靠、均匀(一般0.001~100000 ,硅本征2.3×105)3.5晶体的完整性二、硅的结构、分类与来源1、硅的原子理论1.1元素周期表中,第三周期、第IVA 族元素,原子序数14,原子量28电子排布1S 22S 22P 63S 23P 2 ,化合价为+4价(+2价)1.2硅有三种同位素28Si :92.21%、29Si :4.70%、30Si :3.09%、1.3晶体结构:金刚石结构(正四面体),原子间以共价键结合。