線(xiàn)路板行業(yè)中的半導體簡(jiǎn)介:幾乎完美的半絕緣半導體材料
1.半導體定義:
半導體是一種材料,是指在常溫下導電性能介于導體和絕緣體之間的材料。半導體在所有的電子制造行業(yè)都有著(zhù)舉足輕重的作用。比如說(shuō)二極管就是由半導體制成的器件。半導體的導電性可以根據其所處外部條件的不同而不同,可以由完全不導電到完全導電。所以說(shuō),它可以用來(lái)制作具有不同狀態(tài)的電子元器件。無(wú)論是科學(xué)技術(shù)還是經(jīng)濟實(shí)惠還是實(shí)用價(jià)值,半導體都是屈指可數的好材料。像硅硅半導體、鍺半導體、砷化鎵半導體等半導體材料中,硅半導體在電子制造上用度是最廣的,也是商業(yè)上使用最普遍的一種半導體材料。半導體相對于絕緣體和導電體來(lái)說(shuō),具有的歷史比較短,據材料顯示,半導體材料是在20世紀30年代時(shí)才被學(xué)術(shù)界認可,才真正的走進(jìn)生活。
既然是介紹半導體,那么久不得不介紹一個(gè)專(zhuān)有名詞“本征半導體”。本征半導體簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是不含任何雜質(zhì)也沒(méi)有任何晶格缺陷的半導體。但是由于本征半導體的電阻率比較大,沒(méi)有多大實(shí)用價(jià)值,故在商業(yè)上用到的并不多。
2.半導體分類(lèi):
我們知道絕緣體和導體的材料都比較多,所以半導體材料也不會(huì )少。半導體材料一般都是根據化學(xué)成分分類(lèi),一類(lèi)是元素半導體,一類(lèi)是化合物半導體。元素半導體中最常用到的是鍺半導體和對半導體;化合物半導體中用到的比較多,像砷化鎵半導體、磷化鎵半導體、硫化鎘半導體等等。
3.半導體歷史進(jìn)程:
半導體的發(fā)現其實(shí)可以追溯到1833年,此時(shí)的英國的法拉第發(fā)現了硫化銀,它能隨著(zhù)溫度的上升而降低其本身的電阻。這是半導體現象首次被發(fā)現。之后在1839年,法國的貝克萊爾發(fā)現了一個(gè)現象,那就是子啊關(guān)照下,半導體和電解質(zhì)接觸形成的節可以產(chǎn)生電壓。這個(gè)現象也是現在我們熟知的光生伏特效應。1873年,又一位英國的科學(xué)家史密斯發(fā)現了半導體的又一個(gè)特性——光導電效應。詳細發(fā)展過(guò)程就不一一舉例了。但是,有一個(gè)疑點(diǎn),那就是問(wèn)什么半導體這個(gè)定義需要花這么長(cháng)的時(shí)間才被學(xué)術(shù)界認可呢?這個(gè)問(wèn)題詳細情況還需要閱讀材料《The coming of Materials Science》。
4.半導體的五大特性:
半導體具有摻雜性、熱敏性、光敏性、負電阻率溫度特性和整流特性五大特性。
5.半導體在集成電路上的運用:
集成電路的基礎是晶體管,而晶體管的基礎則是半導體,故集成電路的基礎是半導體。其中最常見(jiàn)的、商業(yè)應用最廣的半導體是硅半導體。那么為什么硅半導體會(huì )成為集成電路的寵兒呢?我們可以分一下幾點(diǎn)考慮。
第一點(diǎn):懂化學(xué)的人都知道,地球上含量最多的四位元素是氧硅鋁鐵,根據這個(gè)順序,我們知道硅是地球上含量排名第二的元素。地殼中含量最豐富的就是硅,這也就說(shuō)提取硅半導體原材料成本低。
第二點(diǎn):硅半導體中很容易人工控制其參雜濃度,比較方便得到符合要求的元器件,也就是晶體管。并且其表面上的硅經(jīng)過(guò)氧化,會(huì )形成一層非常穩定的氧化膜二氧化硅來(lái)充當絕緣膜。
第三點(diǎn):在工藝方面,硅半導體比較容易實(shí)現氧化、光刻等工藝流程。并且其性能的可控性相對于其他類(lèi)型的半導體的性能的可控性高。