半導(dǎo)體材料是什么？

半導(dǎo)體材料（semiconductor material）是一類具有半導(dǎo)體性能（導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內(nèi)）、可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。

自然界的物質(zhì)、材料按導(dǎo)電能力大小可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類。半導(dǎo)體的電阻率在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍（上限按謝嘉奎《電子線路》取值，還有取其1/10或10倍的；因角標不可用，暫用當(dāng)前描述）。在一般情況下，半導(dǎo)體電導(dǎo)率隨溫度的升高而升高，這與金屬導(dǎo)體恰好相反。

凡具有上述兩種特征的材料都可歸入半導(dǎo)體材料的范圍。反映半導(dǎo)體半導(dǎo)體材料內(nèi)在基本性質(zhì)的卻是各種外界因素如光、熱、磁、電等作用于半導(dǎo)體而引起的物理效應(yīng)和現(xiàn)象，這些可統(tǒng)稱為半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體性質(zhì)。構(gòu)成固態(tài)電子器件的基體材料絕大多數(shù)是半導(dǎo)體，正是這些半導(dǎo)體材料的各種半導(dǎo)體性質(zhì)賦予各種不同類型半導(dǎo)體器件以不同的功能和特性。

半導(dǎo)體的基本化學(xué)特征在于原子間存在飽和的共價鍵。作為共價鍵特征的典型是在晶格結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為四面體結(jié)構(gòu)，所以典型的半導(dǎo)體材料具有金剛石或閃鋅礦（ZnS）的結(jié)構(gòu)。 由于地球的礦藏多半是化合物，所以最早得到利用的半導(dǎo)體材料都是化合物，例如方鉛礦（PbS）很早就用于無線電檢波，氧化亞銅（Cu2O）用作固體整流器，閃鋅礦（ZnS）是熟知的固體發(fā)光材料，碳化硅（SiC）的整流檢波作用也較早被利用。

硒（Se）是最早發(fā)現(xiàn)并被利用的元素半導(dǎo)體，曾是固體整流器和光電池的重要材料。元素半導(dǎo)體鍺（Ge）放大作用的發(fā)現(xiàn)開辟了半導(dǎo)體歷史新的一頁，從此電子設(shè)備開始實現(xiàn)晶體管化。中國的半導(dǎo)體研究和生產(chǎn)是從1957年首次制備出高純度（99.999999%～99.9999999%） 的鍺開始的。采用元素半導(dǎo)體硅（Si）以后，不僅使晶體管的類型和品種增加、性能提高，而且迎來了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的時代。以砷化鎵（GaAs）為代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的發(fā)現(xiàn)促進了微波器件和光電器件的迅速發(fā)展。

半導(dǎo)體材料有哪些

半導(dǎo)體材料很多，按化學(xué)成分可分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導(dǎo)體;化合物半導(dǎo)體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（ 硫化鎘、硫化鋅等）、氧化物（錳、鉻、鐵、銅的氧化物），以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體（鎵鋁砷、鎵砷磷等）。除上述晶態(tài)半導(dǎo)體外，還有非晶態(tài)的玻璃半導(dǎo)體、有機半導(dǎo)體等。

半導(dǎo)體的分類，按照其制造技術(shù)可以分為：集成電路器件，分立器件、光電半導(dǎo)體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。此外還有以應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計方法等進行分類，雖然不常用，但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規(guī)模進行分類的方法。此外，還有按照其所處理的信號，可以分成模擬、數(shù)字、模擬數(shù)字混成及功能進行分類的方法。

常見的半導(dǎo)體材料特點

常見的半導(dǎo)體材料有硅（si）、鍺（ge），化合物半導(dǎo)體，如砷化鎵（gaas）等;摻雜或制成其它化合物半導(dǎo)體材料，如硼（b）、磷（p）、錮（in）和銻（sb）等。其中硅是最常用的一種半導(dǎo)體材料。

有以下共同特點：

1．半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間

2．半導(dǎo)體受外界光和熱的刺激時，其導(dǎo)電能力將會有顯著變化。

3．在純凈半導(dǎo)體中，加入微量的雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力會急劇增強。

半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成來分，再將結(jié)構(gòu)與性能比較特殊的非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體、無機化合物半導(dǎo)體、有機化合物半導(dǎo)體和非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體。

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，一個國際科研團隊首次研制出了一種含巨大分子的有機半導(dǎo)體材料，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，擁有卓越的電學(xué)特性，而且成本低廉，可被用于制造現(xiàn)代電子設(shè)備中廣泛使用的場效應(yīng)晶體管。

科學(xué)家們表示，最新研究有望讓人造皮膚、智能繃帶、柔性顯示屏、智能擋風(fēng)玻璃、可穿戴的電子設(shè)備和電子墻紙等變成現(xiàn)實。

在目前的消費市場上，電子產(chǎn)品都很昂貴，主要因為電視機、電腦和手機等電子產(chǎn)品都由硅制成，制造成本很高;而碳基（塑料）有機電子產(chǎn)品不僅制造方便、成本低廉，而且輕便柔韌可彎曲，代表了“電子設(shè)備無處不在”這一未來趨勢。

以前的研究表明，碳結(jié)構(gòu)越大，其性能越優(yōu)異。但科學(xué)家們一直未曾研究出有效的方法來制造更大的、穩(wěn)定的、可溶解的碳結(jié)構(gòu)以進行研究，直到此次祖切斯庫團隊研制出這種新的用于制造晶體管的有機半導(dǎo)體材料。

有機半導(dǎo)體是一種塑料材料，其擁有的特殊結(jié)構(gòu)讓其具有導(dǎo)電性。在現(xiàn)代電子設(shè)備中，電路使用晶體管控制不同區(qū)域之間的電流。科學(xué)家們對新的有機半導(dǎo)體材料進行了研究并探索了其結(jié)構(gòu)與電學(xué)屬性之間的關(guān)系。