半導(dǎo)體材料的特性參數(shù)和要求有哪些?
半導(dǎo)體材料-特性參數(shù)???????
LED燈泡半導(dǎo)體材料雖然種類(lèi)繁多但有一些固有的特性,稱為半導(dǎo)體材料的特性參數(shù)。這些特性參數(shù)不僅能反映半導(dǎo)體材料與其他非半導(dǎo)體材料之間的差別,而且更重要的是能反映各種半導(dǎo)體材料之間甚至同一種材料在不同情況下特性上的量的差別。
常用的半導(dǎo)體材料的特性參數(shù)有:禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率(載流子即半導(dǎo)體中參加導(dǎo)電的電子和空穴)、非平衡載流子壽命、位錯(cuò)密度。
禁帶寬度由半導(dǎo)體的電子態(tài)、原子組態(tài)決定,反映組成這種材料的原子中價(jià)電子從束縛狀態(tài)激發(fā)到自由狀態(tài)所需的能量。
電阻率、載流子遷移率反映材料的導(dǎo)電能力。
非平衡載流子壽命反映半導(dǎo)體材料在外界作用(如光或電場(chǎng))下內(nèi)部的載流子由非平衡狀態(tài)向平衡狀態(tài)過(guò)渡的弛豫特性。
位錯(cuò)是晶體中最常見(jiàn)的一類(lèi)晶體缺陷。
位錯(cuò)密度可以用來(lái)衡量半導(dǎo)體單晶材料晶格完整性的程度。當(dāng)然,對(duì)于非晶態(tài)半導(dǎo)體是沒(méi)有這一反映晶格完整性的特性參數(shù)的。
半導(dǎo)體材料-特性要求???????
LED燈泡半導(dǎo)體材料的特性參數(shù)對(duì)于材料應(yīng)用甚為重要。因?yàn)椴煌奶匦詻Q定不同的用途。
晶體管對(duì)材料特性的要求 :根據(jù)晶體管的工作原理,要求材料有較大的非平衡載流子壽命和載流子遷移率。用載流子遷移率大的材料制成的晶體管可以工作于更高的頻率(有較好的頻率響應(yīng))。晶體缺陷會(huì)影響晶體管的特性甚至使其失效。晶體管的工作溫度高溫限決定于禁帶寬度的大小。禁帶寬度越大,晶體管正常工作的高溫限也越高。
光電器件對(duì)材料特性的要求:利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)(光照后增加的電導(dǎo))性能的輻射探測(cè)器所適用的輻射頻率范圍與材料的禁帶寬度有關(guān)。材料的非平衡載流子壽命越大,則探測(cè)器的靈敏度越高,而從光作用于探測(cè)器到產(chǎn)生響應(yīng)所需的時(shí)間(即探測(cè)器的弛豫時(shí)間)也越長(zhǎng)。因此,高的靈敏度和短的弛豫時(shí)間二者難于兼顧。對(duì)于太陽(yáng)電池來(lái)說(shuō),為了得到高的轉(zhuǎn)換效率,要求材料有大的非平衡載流子壽命和適中的禁帶寬度(禁帶寬度于1.1至1.6電子伏之間最合適)。晶體缺陷會(huì)使半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光二極管的發(fā)光效率大為降低。
溫差電器件對(duì)材料特性的要求:為提高溫差電器件的轉(zhuǎn)換效率首先要使器件兩端的溫差大。當(dāng)?shù)蜏靥幍臏囟龋ㄒ话銥榄h(huán)境溫度)固定時(shí),溫差決定于高溫處的溫度,即溫差電器件的工作溫度。為了適應(yīng)足夠高的工作溫度就要求材料的禁帶寬度不能太小,其次材料要有大的溫差電動(dòng)勢(shì)率、小的電阻率和小的熱導(dǎo)率。
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