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半導體行業對高品質金剛石的期待（一）
發布時間：
2025-03-05
來源：
文/鵬城半導體；
半導體材料是室溫下導電性介于導電材料和絕緣材料之間的一類功能材料。其導電能力會隨溫度、光照及摻入雜質的不同而顯著變化，特別是摻雜可以改變半導體的導電能力和導電類型，這是其較廣應用于制造各種電子元器件和集成電路的基本依據。
一、 半導體材料的特性
半導體材料的特性參數有禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率、非平衡載流子壽命和位錯密度。
禁帶寬度：由半導體的電子態、原子組態決定，反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態激發到自由狀態所需的能量；禁帶寬度是半導體的一個重要特征參量。禁帶寬度為零的是金屬，禁帶寬度很大（一般大于4.5 eV）的是絕緣體，禁帶寬度居中的是半導體。
電阻率、載流子遷移率：反映材料的導電能力；
非平衡載流子壽命：反映半導體材料在外界作用（如光或電場）下內部載流子由非平衡狀態向平衡狀態過渡的弛豫特性；
位錯密度：用來衡量半導體單晶材料晶格完整性的程度。
半導體材料的特性參數不僅能反映半導體材料與其他非半導體材料之間的差別，更重要的是能反映各種半導體材料之間甚至同一種材料在不同情況下，其特性的量值差別。
隨著硅基電子器件逐漸接近其理論極限值，近年來對寬禁帶、超寬禁帶半導體材料的研究成為競爭的新熱點。氮化鎵、碳化硅和氧化鋅等都是寬帶隙半導體材料，因為它的禁帶寬度都在3個電子伏以上，在室溫下不可能將價帶電子激發到導帶。器件的工作溫度可以很高，比如說碳化硅可以在600℃以下長期穩定工作。
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