元素半導體材料

元素半導體材料的主要性質見表1。

元素半導體材料在元素週期表中的位置，説明了半導體材料的性質與物質結構，特別是原子結構的關係，它們都居於週期表的A族。典型的半導體材料居於Ⅳ一A族，它們都具有明顯的共價鍵；都以金剛石型結構結晶；它們的帶隙寬度隨原子序數的增加而遞減，其原因是其鍵合能隨電子層數的增加而減小。V—A族都是某一種同素異形體具有半導體性質，其帶隙寬度亦隨原子序數的增加而減小 ^[1]  。

  導電能力介於導體與絕緣體之間的物質稱為半導體。半導體材料是一類具有半導體性能、可用來製作半導體器件和集成電的電子材料，其電阻率在10（U-3）～10（U-9）歐姆/釐米範圍內。半導體材料的電學性質對光、熱、電、磁等外界因素的變化十分敏感，在半導體材料中摻入少量雜質可以控制這類材料的電導率。正是利用半導體材料的這些性質，才製造出功能多樣的半導體器件。 半導體材料是半導體工業的基礎，它的發展對半導體技術的發展有極大的影響 ^[2]  。

半導體材料按化學成分和內部結構，大致可分為以下幾類。

1.元素半導體有鍺、硅、硒、硼、碲、銻等。50年代，鍺在半導體中占主導地位，但鍺半導體器件的耐高温和抗輻射性能較差，到60年代後期逐漸被硅材料取代。用硅製造的半導體器件，耐高温和抗輻射性能較好，特別適宜製作大功率器件。因此，硅已成為應用最多的一種增導體材料，集成電路大多數是用硅材料製造的。

2.化合物半導體由兩種或兩種以上的元素化合而成的半導體材料。它的種類很多，重要的有砷化鎵、磷化錮、銻化錮、碳化硅、硫化鎘及鎵砷硅等。其中砷化鎵是製造微波器件和集成電的重要材料。碳化硅由於其抗輻射能力強、耐高温和化學穩定性好，在航天技術領域有着廣泛的應用。

3.無定形半導體材料 用作半導體的玻璃是一種非晶體無定形半導體材料，分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種。這類材料具有良好的開關和記憶特性和很強的抗輻射能力，主要用來製造閾值開關、記憶開關和固體顯示器件。

4.有機增導體材料已知的有機半導體材料有幾十種，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，尚未得到應用 ^[3]  。