Clasificarea și performanța semiconductoarelor

(1) Element semiconductor. Semiconductori element se referă la semiconductori alcătuiți dintr-un singur element, printre care siliciul și seleniul au fost studiate relativ devreme. Este un material solid cu proprietăți semiconductoare compus din aceleași elemente și este ușor afectat de urme de impurități și de condițiile externe. În prezent, doar siliciul și germaniul au performanțe bune și sunt utilizate pe scară largă. Seleniul este utilizat în domeniile iluminatului electronic și optoelectronică. Siliciul este utilizat pe scară largă în industria semiconductoarelor, care este afectată în principal de dioxidul de siliciu. Poate forma o mască în producția de dispozitive, poate îmbunătăți stabilitatea dispozitivelor semiconductoare și poate facilita producția industrială automată.
(2) Semiconductori anorganici compoziți. Compozitele anorganice constau în principal din materiale semiconductoare compuse dintr-un singur element. Desigur, există și materiale semiconductoare compuse din mai multe elemente. Principalele proprietăți ale semiconductoarelor sunt Grupa I și Grupele V, VI și VII; Grupa II și Grupele IV, V, VI și VII; III Compuși combinați din Grupa V și Grupa VI; Grupa IV și Grupa IV și VI; Grupa V și Grupa VI; Grupa VI și Grupa VI. Cu toate acestea, afectați de caracteristicile elementelor și de modul în care sunt realizate, nu toți compușii pot fi calificați drept materiale semiconductoare. cerințe. Acest semiconductor este utilizat în principal în dispozitivele de mare viteză. Viteza tranzistoarelor din InP este mai mare decât cea a altor materiale. Este utilizat în principal în circuitele integrate optoelectronice și dispozitivele rezistente la radiații nucleare. Pentru materialele cu conductivitate ridicată, acestea sunt utilizate în principal în LED-uri și alte aspecte.
(3) Semiconductori compoziți organici. Compușii organici se referă la compuși care conțin legături de carbon în moleculele lor. Suprapunând compușii organici și legăturile de carbon pe verticală, aceștia pot forma o bandă de conducere. Prin adăugarea de substanțe chimice, acestea pot intra în banda energetică, astfel încât să se producă conductivitate, formând astfel semiconductori compusi organici. În comparație cu semiconductorii anteriori, acest semiconductor are caracteristicile unui cost scăzut, solubilitate bună și prelucrare ușoară a materialului. Proprietățile conductoare pot fi controlate prin controlul moleculelor. Are o gamă largă de aplicații și este utilizat în principal în filme organice, iluminat organic etc.
(4) Semiconductor amorf. Se mai numește semiconductor amorf sau semiconductor de sticlă și este un tip de material semiconductor. Semiconductori amorfi, ca și alte materiale amorfe, au structuri de ordin de rază scurtă și dezordine pe rază lungă. Formează în principal siliciu amorf prin schimbarea poziției relative a atomilor și schimbarea aranjamentului periodic inițial. Principala diferență între stările cristaline și amorfe este dacă aranjamentul atomic are ordine lungă. Este dificil de controlat proprietățile semiconductorilor amorfi. Odată cu invenția tehnologiei, au început să fie utilizați semiconductori amorfi. Acest proces de producție este simplu și este utilizat în principal în inginerie. Are un efect bun în absorbția luminii și este utilizat în principal în celulele solare și afișajele cu cristale lichide.
(5) Semiconductori intrinseci: semiconductorii care nu conțin impurități și nu au defecte de rețea se numesc semiconductori intrinseci. La temperaturi extrem de scăzute, banda de valență a unui semiconductor este o bandă completă. După excitația termică, unii electroni din banda de valență vor traversa banda interzisă și vor intra într-o bandă goală cu energie mai mare. Banda goală va deveni banda de conducție după ce electronii sunt prezenți în banda de valență. Absența unui electron creează o vacanță încărcată pozitiv, numită gaură. Conducerea orificiilor nu este o mișcare reală, ci un echivalent. Când electronii conduc electricitatea, găurile de sarcină egală se vor mișca în direcția opusă. Ele produc mișcare direcțională sub acțiunea unui câmp electric extern pentru a forma curenți macroscopici, care se numesc conducție electronică și, respectiv, conducție de găuri. Această conductivitate mixtă datorată generării perechilor electron-gaură se numește conductivitate intrinsecă. Electronii din banda de conducție cad în găuri și perechile electron-gaură dispar, ceea ce se numește recombinare. Energia eliberată în timpul recombinării devine radiație electromagnetică (luminiscență) sau energie de vibrație termică a rețelei cristaline (încălzire). La o anumită temperatură, generarea și recombinarea perechilor electron-gaură există simultan și ajung la echilibru dinamic. În acest moment, semiconductorul are o anumită densitate purtătoare și, prin urmare, o anumită rezistivitate. Pe măsură ce temperatura crește, se produc mai multe perechi electron-gaură, densitatea purtătorului crește, iar rezistivitatea scade. Semiconductori puri fără defecte de rețea au rezistivități mari și au puține aplicații practice.