Лекция №10 Тема: Основные группы
полупроводниковых материалов
•1. Простые полупроводники
•2. Полупроводниковые соединения
Классификация полупроводников
AIIBVI
Способы получения монокристаллов полупроводников
•1. Вытягивание из расплава по методу Чохральского.
•2. Метод бестигельной зонной плавки.
•3. Кристаллизация из газовой фазы с использованием методов сублимации из газовой фазы и химических транспортных реакций (CdS, ZnS, SiC).
Простые полупроводники
•1. Германий
•1s22s22p63s23p63d104s24p2
•GeCl4 +2H2O GeO2 + 4HCl
•GeO2 +2H2 Ge+2H2O
Алмазоподобная кубическая гранецентрированная решетка германия и кремния
Основные свойства германия и кремния
Кремний 1s22s22p63s23p2
Марка |
Уд.сопротив- |
Полтность |
Диаметр |
Длина |
Ориента- |
|
ление, 102, |
дислока- |
слитка, |
слитка, |
ция |
|
Ом м |
ций, см-2 |
мм |
мм |
слитка |
КДБ |
1-20 |
10 |
33,5-72,5 |
50 |
(111) |
ЭКДБ |
0,005-1 |
3 103 |
33,5-72,5 |
40 |
(111) |
ЭКДБ |
0,5-20 |
103 |
33,5-62,5 |
40 |
(100) |
ЭКЭС |
0,01-0,1 |
10 |
33,5-72,5 |
30 |
(111) |
ЭКЭФ |
0,01-1 |
3 103 |
33,5-72,5 |
30 |
(111) |
ЭКЭФ |
1-20 |
10 |
33,5-72,5 |
40 |
(111) |
ЭКЭФ |
0,1-10 |
2 103 |
33,5-62,5 |
40 |
(100) |
Основные параметры кремния
Ширина запрещенной зоны |
Eg(300K) =1,1242 эВ |
Эффективная плотность состояний |
3,22 1019 см-3 |
(свободная зона) |
|
Эффективная плотность состояний |
1,83 1019 см-3 |
(валентная зона) |
|
Концентрация собственных |
1, 3 1016 см-3 |
носителей заряда, ni (300K) |
|
Подвижность электронов (300К) |
1400 см2/В с |
Подвижность дырок (300К) |
500 см2/В с |
Время жизни |
1 мс ( 100 Ом см) |
Плотность |
2,33 г/см3 = 5 1022 атома/см3 |
Механические свойства кремния
ТКЛР, Si |
Ge |
GaAs |
SiO2 |
Si3N4 |
Al |
Поли- |
10-6 К-1 |
|
|
|
|
|
меры |
2,5 |
5,8 |
6,86 |
0,5 |
3,2 |
24 |
50- |
|
|
|
|
|
|
200 |
Теплопроводность кремния
k, |
Si |
Ge |
GaAs |
SiO2 |
Si3N4 |
Al |
Ал- |
Cu, |
Вт см- |
|
|
|
|
|
|
маз |
Ag |
1 К-1 |
1,4 |
0,6 |
0,54 |
0,01 |
0,2 |
3, |
10- |
4 |
(300K) |
1,5 |
|
0,46 |
4 |
|
5 |
30 |
|