銻化銦是什麼型半導體

1. 半導體是什麼做什麼用的

自然界的物質按導電能力可分為導體、絕緣體和半導體三類。半導體材料是指室溫下導電性介於導電材料和絕緣材料之間的一類功能材料。靠電子和空穴兩種載流子實現導電，室溫時電阻率一般在10-5～107歐·米之間。通常電阻率隨溫度升高而增大；若摻入活性雜質或用光、射線輻照，可使其電阻率有幾個數量級的變化。1906年製成了碳化硅檢波器。

1947年發明晶體管以後，半導體材料作為一個獨立的材料領域得到了很大的發展，並成為電子工業和高技術領域中不可缺少的材料。特性和參數半導體材料的導電性對某些微量雜質極敏感。純度很高的半導體材料稱為本徵半導體，常溫下其電阻率很高，是電的不良導體。在高純半導體材料中摻入適當雜質後，由於雜質原子提供導電載流子，使材料的電阻率大為降低。這種摻雜半導體常稱為雜質半導體。雜質半導體靠導帶電子導電的稱N型半導體，靠價帶空穴導電的稱P型半導體。

不同類型半導體間接觸（構成PN結）或半導體與金屬接觸時，因電子（或空穴）濃度差而產生擴散，在接觸處形成位壘，因而這類接觸具有單向導電性。利用PN結的單向導電性，可以製成具有不同功能的半導體器件，如二極體、三極體、晶閘管等。

此外，半導體材料的導電性對外界條件（如熱、光、電、磁等因素）的變化非常敏感，據此可以製造各種敏感元件，用於信息轉換。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。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。位錯是晶體中最常見的一類缺陷。位錯密度用來衡量半導體單晶材料晶格完整性的程度，對於非晶態半導體材料，則沒有這一參數。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。

半導體材料的種類

常用的半導體材料分為元素半導體和化合物半導體。元素半導體是由單一元素製成的半導體材料。主要有硅、鍺、硒等，以硅、鍺應用最廣。化合物半導體分為二元系、三元系、多元系和有機化合物半導體。二元系化合物半導體有Ⅲ-Ⅴ族（如砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等）、Ⅱ-Ⅵ族（如硫化鎘、硒化鎘、碲化鋅、硫化鋅等）、Ⅳ-Ⅵ族（如硫化鉛、硒化鉛等）、Ⅳ-Ⅳ族（如碳化硅）化合物。三元系和多元系化合物半導體主要為三元和多元固溶體，如鎵鋁砷固溶體、鎵鍺砷磷固溶體等。有機化合物半導體有萘、蒽、聚丙烯腈等，還處於研究階段。

此外，還有非晶態和液態半導體材料，這類半導體與晶態半導體的最大區別是不具有嚴格周期性排列的晶體結構。制備不同的半導體器件對半導體材料有不同的形態要求，包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導體材料的不同形態要求對應不同的加工工藝。常用的半導體材料制備工藝有提純、單晶的制備和薄膜外延生長。

所有的半導體材料都需要對原料進行提純，要求的純度在6個「9」以上，最高達11個「9」以上。提純的方法分兩大類，一類是不改變材料的化學組成進行提純，稱為物理提純；另一類是把元素先變成化合物進行提純，再將提純後的化合物還原成元素，稱為化學提純。物理提純的方法有真空蒸發、區域精製、拉晶提純等，使用最多的是區域精製。化學提純的主要方法有電解、絡合、萃娶精餾等，使用最多的是精餾。

由於每一種方法都有一定的局限性，因此常使用幾種提純方法相結合的工藝流程以獲得合格的材料。絕大多數半導體器件是在單晶片或以單晶片為襯底的外延片上作出的。成批量的半導體單晶都是用熔體生長法製成的。直拉法應用最廣，80％的硅單晶、大部分鍺單晶和銻化銦單晶是用此法生產的，其中硅單晶的最大直徑已達300毫米。在熔體中通入磁場的直拉法稱為磁控拉晶法，用此法已生產出高均勻性硅單晶。在坩堝熔體表面加入液體覆蓋劑稱液封直拉法，用此法拉制砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等分解壓較大的單晶。懸浮區熔法的熔體不與容器接觸，用此法生長高純硅單晶。

水平區熔法用以生產鍺單晶。水平定向結晶法主要用於制備砷化鎵單晶，而垂直定向結晶法用於制備碲化鎘、砷化鎵。用各種方法生產的體單晶再經過晶體定向、滾磨、作參考面、切片、磨片、倒角、拋光、腐蝕、清洗、檢測、封裝等全部或部分工序以提供相應的晶片。在單晶襯底上生長單晶薄膜稱為外延。外延的方法有氣相、液相、固相、分子束外延等。

工業生產使用的主要是化學氣相外延，其次是液相外延。金屬有機化合物氣相外延和分子束外延則用於制備量子阱及超晶格等微結構。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金屬等襯底上用不同類型的化學氣相沉積、磁控濺射等方法製成。

半導體和絕緣體之間的差異主要來自兩者的能帶（band）寬度不同。絕緣體的能帶比半導體寬，意即絕緣體價帶中的載子必須獲得比在半導體中更高的能量才能跳過能帶，進入傳導帶中。室溫下的半導體導電性有如絕緣體，只有極少數的載子具有足夠的能量進入傳導帶。因此，對於一個在相同電場下的純質半導體（intrinsicsemiconctor）和絕緣體會有類似的電特性，不過半導體的能帶寬度小於絕緣體也意味著半導體的導電性更容易受到控制而改變。

純質半導體的電氣特性可以藉由植入雜質的過程而永久改變，這個過程通常稱為「摻雜」（doping）。依照摻雜所使用的雜質不同，摻雜後的半導體原子周圍可能會多出一個電子或一個電洞，而讓半導體材料的導電特性變得與原本不同。如果摻雜進入半導體的雜質濃度夠高，半導體也可能會表現出如同金屬導體般的電性。在摻雜了不同極性雜質的半導體接面處會有一個內建電場（built-inelectricfield），內建電場和許多半導體元件的操作原理息息相關。

除了藉由摻雜的過程永久改變電性外，半導體亦可因為施加於其上的電場改變而動態地變化。半導體材料也因為這樣的特性，很適合用來作為電路元件，例如晶體管。晶體管屬於主動式的（有源）半導體元件（activesemiconctordevices），當主動元件和被動式的（無源）半導體元件（passivesemiconctordevices）如電阻器（resistor）或是電容器（capacitor）組合起來時，可以用來設計各式各樣的集成電路產品，例如微處理器。

當電子從傳導帶掉回價帶時，減少的能量可能會以光的形式釋放出來。這種過程是製造發光二極體（light-emittingdiode,LED）以及半導體激光（semiconctorlaser）的基礎，在商業應用上都有舉足輕重的地位。而相反地，半導體也可以吸收光子，透過光電效應而激發出在價帶的電子，產生電訊號。這即是光探測器（photodetector）的來源，在光纖通訊（fiber-opticcommunications）或是太陽能電池（solarcell）的領域是最重要的元件。

半導體有可能是單一元素組成，例如硅。也可以是兩種或是多種元素的化合物（compound），常見的化合物半導體有砷化鎵（galliumarsenide,GaAs）或是磷化鋁銦鎵（,AlGaInP）等。合金（alloy）也是半導體材料的來源之一，如鍺硅（silicongermanium,SiGe）或是砷化鎵鋁（aluminiumgalliumarsenide,AlGaAs）等。

2. 什麼是半導體

半導體（ semiconctor），指常溫下導電性能介於導體（conctor）與絕緣體（insulator）之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。

如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。

今日大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。

分類：

半導體材料很多，按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。

鍺和硅是最常用的元素半導體；化合物半導體包括第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）。

除上述晶態半導體外，還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

半導體的分類，按照其製造技術可以分為：集成電路器件，分立器件、光電半導體、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。

此外還有以應用領域、設計方法等進行分類，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、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。

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發展歷史：

半導體的發現實際上可以追溯到很久以前。

1833年，英國科學家電子學之父法拉第最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同於一般金屬，一般情況下，金屬的電阻隨溫度升高而增加，但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。

不久，1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結，在光照下會產生一個電壓，這就是後來人們熟知的光生伏特效應，這是被發現的半導體的第二個特徵。

1873年，英國的史密斯發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應，這是半導體又一個特有的性質。

半導體的這四個效應，(jianxia霍爾效應的余績──四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先後被發現了，但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。

在1874年，德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關，即它的導電有方向性，在它兩端加一個正向電壓，它是導通的；如果把電壓極性反過來，它就不導電，這就是半導體的整流效應，也是半導體所特有的第三種特性。同年，舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。

很多人會疑問，為什麼半導體被認可需要這么多年呢？主要原因是當時的材料不純。沒有好的材料，很多與材料相關的問題就難以說清楚。

參考資料：

網路-半導體

3. 半導體光電材料是什麼

光電材料是指用於製造各種光電設備（主要包括各種主、被動光電感測器光信息處理和存儲裝置及光通信等）的材料，主要包括紅外材料、激光材料、光纖材料、非線性光學材料等。
紅外探測材料
包括硫化鉛、銻化銦、鍺摻雜（金、汞）、碲錫鉛、碲鎘汞、硫酸三甘酞、鉭酸鋰、鍺酸鉛、氧化鎂等一系列材料，銻化銦和碲鎘汞是目前軍用紅外光電系統採用的主要紅外探測材料，特別是碲鎘汞（Hg-Cd-Te）材料，是當前較成熟也是各國側重研究發展的主要紅外材料。它可應用於從近紅外、中紅外、到遠紅外很寬的波長范圍，還具有以光電導、光伏特及光磁電等多種工作方式工作的優點，但該材料也存在化學穩定性差、難於製成大尺寸單晶、大面積均勻性差等缺點，Hg-Cd-Te現已進入薄膜材料研製和應用階段，為了克服該材料上述的缺點，國際上探索了新的技術途徑： （1）用各種薄膜外延技術制備大尺寸晶片，這些技術包括分子束外延（MBE）、液相外延（LPE）和金屬有機化合物氣相淀積（MOCVD）等。特別是用MOCVD可以制出大面積、組分均勻、表面狀態好的Hg-Cd-Te薄膜，用於制備大面積焦平面陣列紅外探測器。國外用MOCVD法已製成面積大於5cm2、均勻性良好、Δx=0.2±0.005、工藝重復性好的碲鎘汞單晶薄膜，64×64焦平面器件已用於型號系統、512×512已有樣品。 （2）尋找高性能新紅外材料取代Hg-Cd-Te，主要包括：①Hg-Mn-Te和Hg-Zn-Te，美國和烏克蘭等國從80年代中就開展了這方面的研究，研究表明，Hg1-xZnxTe和Hg1-x CdxZnyTe的光學特性和碲鎘汞很相似，但較容易獲得大尺寸、低缺陷的單晶，化學穩定性也更高。Hg1-xMnxTe是磁性半導體材料，在磁場中的光伏特性與碲鎘汞幾乎相同，但它克服了Hg-Te弱鍵引起的問題。②高溫超導材料，現處於研究開發階段，已有開發成功的產品。 ③Ⅲ-V超晶格量子阱化合物材料，可用於8～14μm遠紅外探測器，如：InAs/GaSb（應變層超晶格）、GaAs/AlGaAs（量子阱結構）等。 ④SiGe材料，由於SiGe材料具有許多獨特的物理性質和重要的應用價值，又與Si平面工藝相容，因此引起了微電子及光電子產業的高度重視。SiGe材料通過控制層厚、組分、應變等，可自由調節材料的光電性能，開辟了硅材料人工設計和能帶工程的新紀元，形成國際性研究熱潮。Si/GeSi異質結構應用於紅外探測器有如下優點：截止波長可在3～30μm較大范圍內調節，能保證截止波長有利於優化響應和探測器的冷卻要求。Si/GeSi材料的缺點在於量子效率很低，目前利用多個SiGe層來解決這一問題。 〔6〕1996年美國國防部國防技術領域計劃將開發先進紅外焦平面陣列的工作重點確定為：研製在各種情況下應用（包括監視和夜間/不利氣象條件下使用的紅外焦平面陣列）的紅外探測器材料，其中包括以如下三種材料為基礎的薄膜和結構：具有晶元上處理能力的GgCdTe單片薄膜、InAs/GaSb超晶格和SiGe（肖特基勢壘器件）。這三種材料也正是當前紅外探測材料發展和研究的熱點。
紅外透波材料
主要用作紅外探測器和飛行器中的窗口、頭罩或整流罩等，它的最新進展和發展方向如下：（1）目前，在中紅外波段採用的紅外透過材料有鍺鹽玻璃、人工多晶鍺、氟化鎂（MgF2）、人工藍寶石和氮酸鋁等，特別是多晶氟化鎂，被認為是綜合性能比較好的材料。遠紅外材料是紅外透過材料當前研究發展的重點之一，8～14μm長波紅外透過材料有：硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、硫化鑭鈣（CaLa2S4）、砷化鎵（GaAs）、磷化鎵（GaP）和鍺（Ge）等。ZnS被認為是一種較好的遠紅外透過材料，在3～12μm范圍，厚2mm時，平均透過率大於70%，無吸收峰，採取特殊措施，最大紅外透過率達95.8%。國外已採用ZnS作為遠紅外窗口和頭罩材料，象美國的LANTRIRN紅外吊艙窗口，Learjel飛機窗口等。美國Norton國際公司先進材料部每年生產上千個ZnS頭罩。ZnS多晶體的制備方法主要有兩種：熱壓法與化學氣相淀積法（CVD），CVD法制備的材料性能較好。 紅外透過材料發展的另一個重要方向是：耐高溫紅外透過材料的研究。高速飛行器在飛行過程中會對紅外窗口和罩材產生高溫、高壓、強烈的風砂雨水的沖刷和浸蝕，影響紅外透過材料的性能，因此需要一系列新型的耐高溫、具有綜合光學、物理、機械、化學性能的新材料。這些條件下使用的理想材料從室溫到1000℃應具有下列特性：在使用波段內具有高透過，低熱輻射、散射及雙折射，高強度，高導熱系數，低熱膨脹系數，抗風砂雨水的沖擊和浸蝕，耐超聲波輻射等。最近研究較多的耐高溫紅外透過材料有鎂鋁尖晶石、蘭寶石、氧化釔、鑭增強氧化釔和鋁氧氮化物ALON等。鎂鋁尖晶石是近年來研究最多的最優秀的紅外光學材料之一，它能在高溫、高濕、高壓、雨水、風砂沖擊及太陽暴曬下仍保持其性質，因而是優先選用的耐高溫紅外透過材料，它可透過200nm到6μm的紫外、可見光及紅外光。單晶監寶石也是一種耐高溫紅外材料，它可透過從遠紫外0.17μm到6.5μm的紅外光，用新研製的熱交換法晶體生長過程可以製造直徑達25cm的大尺寸藍寶石。氧化釔和鑭增強氧化釔的透過波長為8μm，在氧化釔中摻入氧化鑭，材料強度提高30%，光學特性不變。由於高溫下具有很高的硬度，所以它具有很好的抗沖擊、抗浸蝕性能。嚴格的說到目前還沒有一種理想的材料能完全滿足上述要求。但包括上述材料在內的不少材料具有較理想的綜合性質。紅外透過材料的第三個發展方向是：紅外/毫米波雙模材料，這是為適應紅外/毫米波雙模復合材料制導技術的需要。目前，還沒有一種材料能滿足紅外/毫米波雙模材料既要有高的遠紅外透過率又有小的介電常數和損耗角正切的要求，高性能的紅外/毫米波雙模材料尚待進一步研究發展。紅外材料的應用：包括各種導彈的制導、紅外預警（包括探測、識別和跟蹤、預警衛星、預警飛機、各種偵察機等）、觀察瞄準（高能束攔截武器等）。
編輯本段激光材料
目前固體激光器正尋求在可見和近可見光譜范圍波長可調，為此而發現的可調諧激光晶體已有30多種，其中，Cr3 離子摻雜新晶體具有較高受激輻射截面和低飽和能量密度，它們的波長范圍是：Cr3 :LiCaAlF3為0.72～0.84μm、Cr3 :LiSrAlF6為0.78～1.01μm，特別是Cr:LiSAF，它的飽和能量密度為5J/cm2，在激光調諧范圍，熒光壽命、激光效率、熱透鏡效應等方面具有良好的性能。
編輯本段軍事應用
軍用光電材料研究的目的是將研究成果應用於新一代高技術光電子裝備系統，提高電子進攻和防衛綜合電子戰的能力。軍用光電材料是軍用光電子技術的重要基礎，對軍用光電子裝備系統有重要的賦能和倍增作用。以紅外材料為基礎的光電成像夜視技術能增強坦克、裝甲車、飛機、軍艦及步兵的夜戰能力，為航空、衛星偵察、預警提供重要手段，成像制導技術可大大提高導彈的命中率和抗干擾能力。以新型固體激光材料為基礎的激光測距、激光致盲武器和火控制系統等使作戰能力大大加強。可調諧激光晶體為從可見光到紅外波段可調諧激光系統提供工作物質可提高激光雷達、空中感測和水下探測等軍用激光系統的領域監視、偵察能力。利用光纖材料、寬頻、抗電磁和強核電磁脈沖干擾、保密、體積小、環境適應性強和抗輻照等優點，可實現地面武器系統無人遠距離感測陣和有人控制站之間的GB/s級信息傳輸；艦船指揮可以通過光纖為遠距離艦隊發送信號，進行指揮；飛機將能發射光纖攜繩的機載無人加強飛機或靶機；以往的武器有線制導將被光纖制導所取代；軍用運載體的慣性導航系統將被光纖陀螺所取代；戰略武器發射的C3I系統也將啟用光纖C3I網路等等。總之，軍用光纖系統的應用，將遠遠超越話音和低速率數據通信的范圍，而進入感測、海上或空中武器平台及各種高速率傳輸系統。

4. 我要銻化銦的相關資料

中文名稱： 銻化銦
英文名稱： Indium antimonide

性質：銻和銦的化合物。具閃鋅回礦型結構的晶體。金屬銻和銦在高溫熔合而得。答重要的半導體材料之一。經熔煉提純的單晶，可製成具有特殊性能的紅外探測器件等。

5. 半導體材料有哪些

鍺和硅是最常來用的元源素半導體；化合物半導體包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、Ⅱ-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）。除上述晶態半導體外，還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

6. 怎麼解釋InSb是半導體而不是金屬合金

實驗表明，它的能帶結構決定了它是半導體，因為具有一定的禁帶寬內度——雖然較小。
這是不容能根據電子結構和每個原子的SP3雜化可以計算出來的。
能帶的計算，也只是在已知大致能帶結構的情況下，根據電子結構或者價電子的雜化等計算出能帶極值附近狀態的E～k關系，然後再推廣到其他狀態上去。