2.1.1 元素半導(dǎo)體
2.1.1 元素半導(dǎo)體
有關(guān)半導(dǎo)體材料的研究始于19世紀(jì)初[2]，至今許多半導(dǎo)體都已被研究過(guò)。多種元素在周期表中的位置如圖2.2所示。半導(dǎo)體材料性質(zhì)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。處于ⅢA族的有硼，其熔點(diǎn)高（2300℃）、制備單晶困難，且其載流子遷移率很低。對(duì)它研究的不多，未獲實(shí)際應(yīng)用。ⅣA族中第一個(gè)是碳，其同素異形體之一的金剛石具有優(yōu)良的半導(dǎo)體性質(zhì)，但制備單晶困難，是目前研究的重點(diǎn)；石墨是碳的另一個(gè)同素異形體，系層狀結(jié)構(gòu)，難以獲得單晶，故作為半導(dǎo)體材料未獲得應(yīng)用。新近引起普遍關(guān)注的C60晶體是繼金剛石和石墨之后的第三種全碳組分晶體，具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因而也可以說(shuō)是一種元素半導(dǎo)體，只不過(guò)其晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比一般元素半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜[3]。
在20世紀(jì)50年代，鍺曾經(jīng)是最主要的半導(dǎo)體材料。但自60年代以來(lái)，硅已取代鍺成為半導(dǎo)體制造的主要材料。現(xiàn)今使用硅的主要原因是硅器件在室溫下的較佳特性，以及高品質(zhì)硅氧化層可由熱生長(zhǎng)的方式產(chǎn)生的工藝優(yōu)勢(shì)。另外，從經(jīng)濟(jì)上考慮，硅材料遠(yuǎn)比其他材料價(jià)格低廉。硅的含量占地表的27%，主要分布在二氧化硅及硅酸鹽中。到目前為止，硅是周期表中研究最多且技術(shù)最成熟的半導(dǎo)體元素。
硫的電阻率很高，它具有明顯的光電導(dǎo)性質(zhì)。
硒的半導(dǎo)體性質(zhì)發(fā)現(xiàn)得很早，可用來(lái)制作整流器、光電導(dǎo)器件等。
碲的半導(dǎo)體性質(zhì)已有較多的研究，但因尚未找到n型摻雜劑等原因，未得到應(yīng)用。