半導體缺陷是什麼

『壹』 半導體是一種什麼樣的才料作用是什麼有什麼優缺點

導電能力介於導體與絕緣體之間的物質稱為半導體。半導體材料是一類具有半導體性能、可用來製作半導體器件和集成電的電子材料，其電導率在10（U-3）～10（U-9）歐姆/厘米范圍內。半導體材料的電學性質對光、熱、電、磁等外界因素的變化十分敏感，在半導體材料中摻入少量雜質可以控制這類材料的電導率。正是利用半導體材料的這些性質，才製造出功能多樣的半導體器件。 半導體材料是半導體工業的基礎，它的發展對半導體技術的發展有極大的影響。半導體材料按化學成分和內部結構，大致可分為以下幾類。1.元素半導體有鍺、硅、硒、硼、碲、銻等。50年代，鍺在半導體中佔主導地位，但 鍺半導體器件的耐高溫和抗輻射性能較差，到60年代後期逐漸被硅材料取代。用硅製造的半導體器件，耐高溫和抗輻射性能較好，特別適宜製作大功率器件。因此，硅已成為應用最多的一種增導體材料，目前的集成電路大多數是用硅材料製造的。2.化合物半導體由兩種或兩種以上的元素化合而成的半導體材料。它的種類很多，重要的有砷化鎵、磷化錮、銻化錮、碳化硅、硫化鎘及鎵砷硅等。其中砷化鎵是製造微波器件和集成電的重要材料。碳化硅由於其抗輻射能力強、耐高溫和化學穩定性好，在航天技術領域有著廣泛的應用。3.無定形半導體材料 用作半導體的玻璃是一種非晶體無定形半導體材料，分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種。這類材料具有良好的開關和記憶特性和很強的抗輻射能力，主要用來製造閾值開關、記憶開關和固體顯示器件。4.有機增導體材料已知的有機半導體材料有幾十種，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到應用 。

『貳』 半導體是什麼意思

半導體

semiconctor

電導率(conctivity)介於金屬和絕緣體(insulator)之間的固體材料。半導體於室溫時電導率約在10ˉ10～10000/Ω·cm之間，純凈的半導體溫度升高時電導率按指數上升。半導體材料有很多種，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，還有非晶態的有機物半導體等。

本徵半導體(intrinsic semiconctor) 沒有摻雜且無晶格缺陷的純凈半導體稱為本徵半導體。在絕對零度溫度下，半導體的價帶(valence band)是滿帶(見能帶理論)，受到光電注入或熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶(forbidden band/band gap)進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後成為導帶(conction band)，價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位，稱為空穴(hole)，導帶中的電子和價帶中的空穴合稱為電子 - 空穴對。上述產生的電子和空穴均能自由移動，成為自由載流子(free carrier)，它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴，使電子-空穴對消失，稱為復合(recombination)。復合時產生的能量以電磁輻射（發射光子photon）或晶格熱振動（發射聲子phonon）的形式釋放。在一定溫度下，電子 - 空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡，此時本徵半導體具有一定的載流子濃度，從而具有一定的電導率。加熱或光照會使半導體發生熱激發或光激發，從而產生更多的電子 - 空穴對，這時載流子濃度增加，電導率增加。半導體熱敏電阻和光敏電阻等半導體器件就是根據此原理製成的。常溫下本徵半導體的電導率較小，載流子濃度對溫度變化敏感，所以很難對半導體特性進行控制，因此實際應用不多。

雜質半導體(extrinsic semiconctor) 半導體中的雜質對電導率的影響非常大，本徵半導體經過摻雜就形成雜質半導體，一般可分為n型半導體和p型半導體。半導體中摻入微量雜質時，雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態，在禁帶中產生附加的雜質能級。能提供電子載流子的雜質稱為施主(donor)雜質，相應能級稱為施主能級,位於禁帶上方靠近導帶底附近。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時，雜質原子作為晶格的一分子，其五個價電子中有四個與周圍的鍺（或硅）原子形成共價鍵，多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近，產生類氫淺能級-施主能級。施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多，很易激發到導帶成為電子載流子，因此對於摻入施主雜質的半導體，導電載流子主要是被激發到導帶中的電子，屬電子導電型，稱為n型半導體。由於半導體中總是存在本徵激發的電子空穴對，所以在n型半導體中電子是多數載流子，空穴是少數載流子。相應地，能提供空穴載流子的雜質稱為受主(acceptor)雜質，相應能級稱為受主能級，位於禁帶下方靠近價帶頂附近。例如在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時，雜質原子與周圍四個鍺（或硅）原子形成共價結合時尚缺少一個電子，因而存在一個空位，與此空位相應的能量狀態就是受主能級。由於受主能級靠近價帶頂，價帶中的電子很容易激發到受主能級上填補這個空位，使受主雜質原子成為負電中心。同時價帶中由於電離出一個電子而留下一個空位，形成自由的空穴載流子，這一過程所需電離能比本徵半導體情形下產生電子空穴對要小得多。因此這時空穴是多數載流子，雜質半導體主要靠空穴導電，即空穴導電型，稱為p型半導體。在p型半導體中空穴是多數載流子，電子是少數載流子。在半導體器件的各種效應中，少數載流子常扮演重要角色。

『叄』 半導體是什麼，有什麼特點

半導體
[bàn dǎ tǐ]
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。二極體是採用半導體製作的器件。

中文名：半導體
外文名：semiconctor
應用：收音機、電視機以及測溫
物質形式：氣體、等離子體等
簡介

物質存在的形式多種多樣，固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導電性差或不好的材料，如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等等，稱為絕緣體。而把導電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。可以簡單的把介於導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。與導體和絕緣體相比，半導體材料的發現是最晚的，直到20世紀30年代，當材料的提純技術改進以後，半導體的存在才真正被學術界認可
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半導體
。

本徵半導體：不含雜質且無晶格缺陷的半導體稱為本徵半導體。在極低溫度下，半導體的價帶是滿帶(見能帶理論)，受到熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後成為導帶，價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位，稱為空穴。導帶中的電子和價帶中的空穴合稱電子- 空穴對，空穴導電並不是電子運動，但是它的運動可以將其等效為載流子。空穴導電時等電量的電子會沿其反方向運動。它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴，電子-空穴對消失，稱為復合。復合時釋放出的能量變成電磁輻射（發光）或晶格的熱振動能量（發熱）。在一定溫度下，電子- 空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡，此時半導體具有一定的載流子密度，從而具有一定的電阻率。溫度升高時，將產生更多的電子- 空穴對，載流子密度增加，電阻率減小。無晶格缺陷的純凈半導體的電阻率較大，實際應用不多。

『肆』 半導體缺陷 有哪些表徵方法謝謝啦

GaN LED自1995年日本中村先生成功研製以來，近幾年其技術以驚人的速度迅猛發展。在可靠性方面，雖然在上、中、下游研發和生產等各個環節中備受重視，但是外延材料對器件可靠性和性能的影響研究，受上游至下游產業學科跨度大的限制，分析實驗難度較高；與其他半導體器件一樣的有些理念雖為業內人士所知曉，因缺少對應的分析實驗和規范的試驗方法，故在GaN-LED方面無明確的對應關系。本文通過試驗並分析GaN-LED外延片晶體質量對其LED晶元光電參數分布及器件性能的影響，提出較系統的實驗方法，驗證了LED外延晶體缺陷對器件可靠性的基礎作用，為外延材料結構與生長工藝的優化和改善提供依據。

1 試驗概述

試驗晶片為採用金屬有機化學氣相淀積（MOCVD）方法，在2英寸（50mm）藍寶石襯底上生長的GaN基LED外延結構[1-2]。外延生長完成後，首先通過高倍金相顯微鏡檢查外延層表面形貌，再用Bede-Q2000雙晶X光衍射（DMXRD）儀對選定外延片晶格結構特性進行分析測試。然後採用常規的GaN-LED晶元工藝，將外延片製成330μm×300μm的LED晶元，其典型的外延材料和晶元結構如圖1。採用LED-617型光電參數測試儀，進行晶元光電參數測試。用環氧樹脂將管芯封裝成蘑菇狀Φ5mm的LED單燈器件供可靠性試驗。LED器件參數採用SPC-4000LED光電參數測試儀測量，ESD試驗則採用ETS910靜電模擬發生器考核器件抗靜電能力，而樣品電老化試驗則在自己研製的恆流老化儀上進行。

2 外延與晶元檢測

在外延片表面外觀檢查中，選取較為典型的外觀作為樣片進行跟蹤對比分析：外延片樣品（Ep1）表面存在明顯缺陷（圖2），同時在（Ep1）這一爐次中和其他正常爐次中各選取一片表面無明顯缺陷樣品（Ep2和Ep3），以便跟蹤對比分析。

2．1 X射線雙晶衍射（XRD）分析

對於外延材料質量的評估，除檢查表觀特徵外，可用X射線雙晶衍射方法、光致發光譜（PL）、霍爾效應測試等對外延片晶體質量進行檢測。其中X射線雙晶衍射方法具有獨特的優點，即可以無損傷、准確、制樣簡單地進行材料檢測，可精確地確定晶格結構參數，尤其是晶格應變，特別適合測量外延晶片的結構特性。因此，本文選擇了缺陷附近和遠離缺陷兩類區域，通過測量其雙晶回擺曲線，以了解外延層晶格常數的微小差異、晶格扭曲、微小應變、缺陷附近的應力場情況以及晶片的彈性或范性彎曲等特徵[3]。圖3為Ep1-1缺陷附近的回擺曲線。其中主峰為GaN外延層的（0002）衍射峰，其左右兩側InGaN多量子阱的衍射峰依然清晰，可見雙晶回擺曲線是缺陷附近晶格結構參數的整體效果。

詳細比較其他區域和其他晶片的雙晶回擺曲線，容易觀察到GaN（0002）衍射主峰半峰寬的差異，測試結果見表1。缺陷附近半峰寬明顯大於遠離缺陷區域和正常晶片，晶格失配較正常嚴重，表明缺陷不隻影響觀察到如圖2所示的1mm大小區域，它將導致其附近區域晶格的畸變。

2．2 晶元光參數分布圖

將外延樣片按常規的GaN-LED晶元工藝，同批生產製成330μm×300μm的晶元管芯，採用LED-617型光電參數測試儀進行光電參數測試，輸出相應參數分布圖。其中Ep2、Ep3對應的電致發光（EL）分布未見異常，而樣片Ep1的（EL）分布如圖4所示。從圖4（a）清晰顯示，發光強度隨離開樣片中心區域而減弱，多數不發光區域位於樣片邊沿；最為顯著的不發光區域與樣片製成管芯前缺陷區域一致，如圖中所標，不發光區域尺度明顯大於外延層缺陷的表觀尺度，可見外延片中的缺陷將直接導致周邊區域管芯的失效。而其他區域管芯波長分布較均勻，如圖4（b）所示。由於發光波長取決於外延層中多量子阱寬度和勢壘的高度，管芯波長分布的均勻性反應了外延工藝過程的精確性。綜合上述兩方面的結果，可以認為，外延層的缺陷起始於襯底，如果外延過程未能得到抑制，它造成缺陷及附近外延層所製成的LED晶元喪失發光特性；此外區域雖然失配嚴重，但晶元光電參數未見異常。

3 可靠性試驗結果的驗證與分析

按照設定的試驗分析比較方案，分別從三片對應外延片中抽取合格晶元樣品，進行可靠性分析試驗。晶元樣品組Cp1-1抽自Ep1-1外觀缺陷片缺陷附近區域的參數正常晶元；樣品組Cp1-2分別抽自Ep1-2外觀缺陷片遠離缺陷區域的上下左右四個區域；樣品組Cp2和Cp3分別抽自Ep2和Ep3的上下左右四個區域。同時封裝成器件後，進行可靠性試驗，其中一組進行抗靜電能力試驗，兩組做電老化加速壽命試驗。

3．1 對抗靜電能力試驗的影響[4]

靜電放電（ESD）容易引起GaN基發光二極體pn結的擊穿，造成器件失效，因此抗靜電能力的高低直接體現LED器件可靠性。採用晶體管圖示儀作為試驗前後的電性能參數測試，ETS910靜電模擬發生器對待測樣品進行放電，條件為標准人體模型，正反向連續放電3次，間隙為1s，測試結果（表2）表明，當靜電電壓較低時，所有樣品的抗靜電能力未見差別，但隨著電壓的上升，差別明顯加大。取自Ep1-1外觀缺陷片缺陷附近區域的樣品Cp1-1組的抗靜電能力最差，而其他三組差別不明顯。

在外延材料結構中，InGaN有源層的勢阱、勢壘的寬度窄，器件ESD失效機理相對復雜[5]，試驗結果統計顯示，晶體質量較差、失配嚴重所對應的器件被靜電擊穿而失效的概率較其他器件要大得多。可見當器件受到靜電沖擊時，外延結構晶體中的缺陷及其附近晶格畸變嚴重和位錯密度高的薄弱位置將容易被擊穿。

3．2 電老化試驗[6]

發光二極體的退化主要包括管芯和環氧樹脂等緩慢退化。在本文的試驗中，環氧樹脂退化的影響將盡可能降低。由於GaN基LED可靠性水平的不斷提高，其超長的工作壽命，已不可能通過正常應力條件下的壽命試驗來驗證，故採用兩種加速條件進行老化試驗：①採用高溫恆流的高恆定熱電應力加速老化試驗，試驗條件為正向電流40mA，環境溫度60℃，時間96h，其試驗結果見表3；②採用高恆定電流應力加速老化試驗，試驗條件為正向電流30mA，環境溫度25℃，時間1008h，結果見表4。光通量退化曲線如圖5所示。

試驗結果表明，四組樣品光輸出退化趨勢基本相似，體現樣品器件的電老化總體綜合情況，其之間的差異是由晶元造成的。無論是高溫恆流加速老化或者是高恆定電流老化試驗，取自Ep1-1外觀缺陷片缺陷附近區域的樣品Cp1-1組的光衰都最大，因所有樣品的封裝條件一樣，故器件光輸出退化速率的差別應為管芯所造成。由於缺陷對載流子具有較強的俘獲作用，在有源層中形成無輻射復合中心，使光效降低，而注入載流子的無輻射復合又使能量轉化為晶格振動，導致缺陷和位錯等造成載流子泄漏和非輻射復合中心的增多，使得器件內量子效率下降速率加快[7]。

『伍』 半導體中的EL2缺陷是什麼

這是未摻Cr的GaAs中的一種深施主型點缺陷，實際上很可能是由兩個Ga空位與GaAs組成的一種復合缺陷。它能夠補充淺受主，使得GaAs呈現為半絕緣狀態。對車輛的穩定性具有不良影響。

『陸』 請高手詳細介紹一下半導體缺陷理論,急用!@!

半導體 能帶 p型半導體 n型 半導體 晶體二極體、三極體
【半導體】 導電性能介於導體和絕緣體之間非離子性導電的物質。室溫時其電阻率約為10-3～l09歐姆·厘米。一般是固體。例如鍺（Ge）、硅（Si）以及一些化合物半導體。如碲化鉛（PbTe）、砷化銦（InAs）、硫化鉛（PbS）、碳化硅（SiC）等。與金屬材料不同，半導體中雜質含量和外界條件的改變（如溫度變化、受光照射等），都會使半導體的導電性能發生顯著變化。純度很高，內部結構完整的半導體，在極低的溫度下幾乎不導電，接近絕緣體。但隨著溫度的升高半導體的電阻迅速減小。含有少量雜質，內部結構不很完整的半導體通常可分為n型和p型兩類。半導體的p－n結以及半導體同某些金屬相接觸的邊界層，都具有單向導電或在光照下產生電勢差的特性。利用這些特性可以製成各種器件，如半導體二極體、三極體和集成電路等。半導體之所以具有介於導體和絕緣體之間的導電性，是因為它的原子結構比較特殊，即其外層電子既不象導體那樣容易掙脫其原子核的束縛，也不象絕緣體中的電子被原子核緊緊地束縛著。這就決定了它的導電性介於兩者之間。
【能帶】 研究固體物理學中的一種理論。雖然所有的固體都包含大量的電子，但有的具有很好的電子導電性能，有的則基本上觀察不到任何電子導電性。這一基本事實曾長期得不到解釋。在能帶理論的基礎上，首次對為什麼有導體、絕緣體和半導體的區分提出了一個理論上的說明，這是能帶論發展初期的重大成就。在物理學中往往形象化地用水平橫線表示電子的能量值，能量越大，線的位置越高。一定能量范圍內的許多能級（彼此相隔很近）形成一條帶，稱為「能帶」。各種晶體的能帶數目及其寬度等均不相同。相鄰兩能帶間的能量范圍稱為「能隙」或「禁帶」，晶體中的電子不能具有這種能量。完全被電子占據的能帶稱為「滿帶」，滿帶中的電子不會導電；沒有電子占據的帶稱為「空帶」；部分被占據的稱為「導帶」，導帶中的電子才能導電，價電子所佔據的能帶稱為「價帶」。能量比價帶低的各能帶一般都是滿帶。價帶可以是滿帶也可以是導帶；如在金屬中是導帶，所以金屬能導電，在絕緣體和半導體中是滿帶，所以它們不能導電。但半導體很容易因其中有雜質或受外界影響（如光照、加熱等），使價帶中的電子數減少，或使空帶中出現一些電子而成為導帶，因而也能導電。
【本徵半導體】 不含雜質且結構非常完整的半導體單晶，其中參與導電的電子和空穴數目相等。溫度極低時，其電阻率很大，極難導電；隨著溫度升高，電阻率急劇減小。當硅、鍺等半導體材料製成單晶體時，其原子的排列就由雜亂無章的狀態變成非常整齊的狀態。其原子之間的距離都是相等的，約為2.35×10-4微米。每個原子最外層的4個電子，不僅受自身原子核的束縛，而且還與周圍相鄰的4個原子發生聯系。這時，每兩個相鄰的原子之間都共有一對電子。電子對中的任何一個電子，一方面圍繞自身原子核運動，另一方面也時常出現在相鄰的原子所屬的軌道上，這樣的組合叫做「共價鍵」結構。硅、鍺共價鍵結構的特點是它們外層共有的電子所受到的束縛力並不象在絕緣體中那樣緊，在一定的溫度下，由於熱運動，其中少數電子還是可能掙脫束縛而成為自由電子，形成電子載流子。當共有電子在掙脫束縛成為自由電子後，同時留下了一個空位。有了這樣一個空位，附近的共有電子就很容易來進行填補，從而形成共有電子的運動。這種運動，無論是效果上還是現象上，都好象一個帶正電荷的空位子在移動。為了區別於自由電子的運動，就把這種運動叫做「空穴」運動，空位子叫做「空穴」。由此可見，空穴也是一種載流子。當半導體處於外加電壓作用之下，通過它的電流可以看作是由自由電子的定向移動所形成的電子流，另一部分是帶正電的空穴定向移動。所以半導體中，不僅有電子載流子還有空穴載流子，這是半導體導電的一個特點。這種純單晶半導體，雖然多了一種空穴載流子，但是載流子的總數離開實際應用的要求，也就是從具有良好導電能力的要求來看，還相差很遠，所以這種本徵半導體的實際用處不大。
【雜質半導體】在純單晶的本徵半導體中，摻雜一些有用的雜質，使其導電特性得到很大的改善。而其導電性能取決於雜質的類型和含量。這樣的半導體即稱為「雜質半導體」。大多數半導體都是這一種類型。將半導體材料提純，再用擴散或用離子注入法摻入適當的雜質，可以製成n型半導體或p型半導體。利用不同類型的雜質半導體，可以製成整流器，半導體二極體、半導體三極體和集成電路等重要部件。由此可以看到，只有雜質半導體才是最有用的。
【n型半導體】「n」表示負電的意思，在這類半導體中，參與導電的主要是帶負電的電子，這些電子來自半導體中的「施主」雜質。所謂施主雜質就是摻入雜質能夠提供導電電子而改變半導體的導電性能。例如，半導體鍺和硅中的五價元素砷、銻、磷等原子都是施主雜質。如果在某一半導體的雜質總量中，施主雜質的數量佔多數，則這種半導體就是n型半導體。如果在硅單晶中摻入五價元素砷、磷。則在硅原子和砷、磷原子組成共價鍵之後，磷外層的五個電子中，四個電子組成共價鍵，多出的一個電子受原子核束縛很小，因此很容易成為自由電子。所以這種半導體中，電子載流子的數目很多，主要靠電子導電，叫做電子半導體，簡稱n型半導體。
【p型半導體】「p」表示正電的意思。在這種半導體中，參與導電的主要是帶正電的空穴，這些空穴來自於半導體中的「受主」雜質。所謂受主雜質就是摻入雜質能夠接受半導體中的價電子，產生同數量的空穴，從而改變了半導體的導電性能。例如，半導體鍺和硅中的三價元素硼、銦、鎵等原子都是受主。如果某一半導體的雜質總量中，受主雜質的數量佔多數，則這半導體是p型半導體。如果在單晶硅上摻入三價硼原子，則硼原子與硅原子組成共價鍵。由於硼原子數目比硅原子要少很多，因此整個晶體結構基本不變，只是某些位置上的硅原子被硼原子所代替。硼是三價元素，外層只有三個價電子，所以當它與硅原子組成共價鍵時，就自然形成了一個空穴。這樣，摻入的硼雜質的每一個原子都可能提供一個空穴，從而使硅單晶中空穴載流子的數目大大增加。這種半導體內幾乎沒有自由電子，主要靠空穴導電，所以叫做空穴半導體，簡稱p型半導體。
【p－n結】在一塊半導體中，摻入施主雜質，使其中一部分成為n型半導體。其餘部分摻入受主雜質而成為p型半導體，當p型半導體和n型半導體這兩個區域共處一體時，這兩個區域之間的交界層就是p-n結。p-n結很薄，結中電子和和空穴都很少，但在靠近n型一邊有帶正電荷的離子，靠近p型一邊有帶負電荷的離子。這是因為，在p型區中空穴的濃度大，在n型區中電子的濃度大，所以把它們結合在一起時，在它們交界的地方便要發生電子和空穴的擴散運動。由於p區有大量可以移動的空穴，n區幾乎沒有空穴，空穴就要由p區向n區擴散。同樣n區有大量的自由電子，p區幾乎沒有電子，所以電子就要由n區向p區擴散。隨著擴散的進行，p區空穴減少，出現了一層帶負電的粒子區；n區電子減少，出現了一層帶正電的粒子區。結果在p－n結的邊界附近形成了一個空間電荷區，p型區一邊帶負電荷的離子，n型區一邊帶正電荷的離子，因而在結中形成了很強的局部電場，方向由n區指向p區。當結上加正向電壓（即p區加電源正極，n區加電源負極）時，這電場減弱，n區中的電子和p區中的空穴都容易通過，因而電流較大；當外加電壓相反時，則這電場增強，只有原n區中的少數空穴和p區中的少數電子能夠通過，因而電流很小。因此p－n結具有整流作用。當具有p－n結的半導體受到光照時，其中電子和空穴的數目增多，在結的局部電場作用下，p區的電子移到n區，n區的空穴移到p區，這樣在結的兩端就有電荷積累，形成電勢差。這現象稱為p－n結的光生伏特效應。由於這些特性，用p－n結可製成半導體二極體和光電池等器件。如果在p－n結上加以反向電壓（n區加在電源正極，p區加在電源負極），電壓在一定范圍內，p－n結幾乎不通過電流，但當加在p－n結上的反向電壓越過某一數值時，發生電流突然增大的現象。這時p-n結被擊穿。p－n結被擊穿後便失去其單向導電的性能，但結並不一定損壞，此時將反向電壓降低，它的性能還可以恢復。根據其內在的物理過程，p－n結擊穿可分為雪崩擊穿和隧道擊穿兩種。由於p－n結具有這種特性，一方面可以用它製造半導體二極體，使之工作在一定電壓范圍之內作整流器等；另方面因擊穿後並不損壞而可用來製造穩壓管或開關管等器件。
【晶體二極體】亦稱為「半導體二極體」。一種由半導體材料製成的，具有單向導電特性的兩極器件。早期的半導體二極體是用金屬絲尖端觸在半導體晶片上製成的，稱為點接觸二極體，通常在較高的頻率范圍內作檢波、混頻器用。目前大多數的晶體二極體都是面結型的，它是由半導體晶片上形成的p－n結組成，或由金屬同半導體接觸組成，可用於整流，檢波、混頻、開關和穩壓等。除一般用途的二極體外，還有一些用於特殊用途，利用特殊原理製成的二極體。例如：（1）肖特基二極體（又稱為金屬-半導體二極體）：用某些金屬和半導體相接觸，在它們的交界面處便會形成一個勢壘區（通常稱為「表面勢壘」或「肖特基勢壘」），產生整流，檢波作用。在這種二極體中，起導電作用的熱運動能量比較大的那些載流子，所以又叫「熱載流子二極體」。這種二極體比p－n結二極體有更高的使用頻率和開關速度，雜訊也比較低，但工作電流較小，反向耐壓較低。目前它主要用作微波檢波器和混頻器，已在雷達接收機中代替了點接觸二極體；（2）隧道二極體：它是一種具有負阻特性的半導體二極體。目前主要用摻雜濃度較高的鍺或砷化鎵製成。其電流和電壓間的變化關系與一般半導體二極體不同。當某一個極上加正電壓時，通過管的電流先將隨電壓的增加而很快變大，但在電壓達到某一值後，忽而變小，小到一定值後又急劇變大；如果所加的電壓與前相反，電流則隨電壓的增加而急劇變大。因為這種變化關系，只能用量子力學中的「隧道效應」加以說明，故稱隧道二極體。它具有開關、振盪、放大等作用，應用在電子計算機和微波技術中；（3）變容二極體；它是利用p-n結的電容特性來實現放大、倍頻、調諧等作用的一種二極體。由於它的結電容隨外加電壓而顯著變化，所以稱為「變容二極體」。製造變容二極體所用的半導體材料主要用硅和砷化鎵。在作微波放大時，它的優點是具有很低的雜訊；（4）雪崩二極體：亦稱為「碰撞雪崩渡越時間二極體」。是一種在外加電壓作用下可以產生超高頻振盪的半導體二極體。它的工作原理是：利用p－n結的雪崩擊穿在半導體中注入載流子，這些載流子渡越過晶片流向外電路。由於這一渡越需要一定的時間，因而使電流相對於電壓出現一個時間延遲，適當控制渡越時間，在電流和電壓的關繫上會出現負阻效應，因而能夠產生振盪。雪崩二極體主要用在微波領域作為振盪源；（5）發光二極體：一種在外加正向電壓作用下可以發光的二極體。它的發光原理是：在正向電壓作用下，p－n結中注入很多非平衡載流子，這些載流子復合時，多餘的能量轉化為光的形式發射出來。發光二極體經常用作電子設備中的指示燈、數碼管等顯示元件，也可用於光通訊。它的優點是工作電壓低，耗電量小體積小、壽命長。製造發光二極體所用的半導體材料主要是磷砷化鎵、碳化硅等。

【晶體三極體】 亦稱為「半導體三極體」或簡稱「晶體管」。它是一種具有三個電極，能起放大、振盪或開關等作用的半導體器件。按工作原理不同，可分為結型晶體管和場效應晶體管。結型晶體管是在半導體單晶上制備兩個p－n結，組成一個p－n－p（或n－p－n）的結構，中間的n型（或p型）區叫基區，邊上兩個區域分別叫發射區和集電區，這三部分都有電極與外電路聯接，分別稱為「發射極」以字母e表示、「基極」以字母b表示和「集電極」以字母c表示。在電子線路中，用符號代表p－n－p型和n－p－n型晶體管如圖3－17所示。晶體管用作放大器時，在發射極和基極之間輸入電信號，以其電流控制集電極和基極（或集電極和發射極）之間的電流，從而在負載上獲得放大的電信號。同電子管相比晶體管具有體積小、重量輕、耐震動、壽命長，耗電小的優點，但受溫度影響較大。目前常用的晶體管主要是用鍺或硅晶體製成。場效應晶體管是利用輸入電壓的電場作用控制輸出電流的一種半導體器件。場效應晶體管又分為結型場效應晶體管和金屬—氧化物—半導體場效應晶體管兩大類。金屬—氧化物—半導體場效應晶體管簡稱為MOS晶體管，它的結構如圖3－18所示，其中1為柵極；2為絕緣層；3為溝道；4為源；5為漏。製作過程為在n型（或p型）晶片上擴散生成兩個p型（或n型）區，分別稱為源和漏，從上面引出源極（接電壓正端）和漏極（接負端），源和漏之間有一個溝道區，在它上面隔一層氧化層（或其它絕緣層）製作一層金屬電極稱為「柵極」。在場效應晶體管工作時，柵極電壓的變化會引起溝道導電性能的變化，也就是說柵極電壓變化控制了源漏之間的電流變化。場效應晶體管的特點是輸入阻抗高和抗輻射能力強。

【集成電路】 它是一種微型電子器件或部件。是採用一定的工藝，把一個電路中所需要的晶體管、電阻、電容和電感等，製作在一小塊或幾小塊晶片或陶瓷基片上，再用適當的方法進行互連而封裝在一個管殼內，成為具有所需功能的微型電路結構。集成電路已打破了傳統的電路設計概念，因為集成電路中的晶體管、二極體、電阻、電容、電感等各元件在結構上已組成一個整體，這樣整個電路的體積大大縮小，且引出線和焊接點的數目也大大減少，從而使電子元件向著微小型化，低功耗和高可靠性方面邁進了一大步。用集成電路來裝配電子設備，其裝配密度比用分立式晶體管等元器件組裝的電子設備提高幾十倍到上百倍，設備的穩定工作時間也可大大提高。因此集成電路在電子計算機、通訊設備、導彈、雷達、人造衛星和各種遙控、遙測設備中占據了非常重要的地位。根據製造工藝的不同，目前集成電路主要有半導體集成電路、薄膜集成電路、厚膜集成電路和混合集成電路等幾類。根據性能和用途的不同，又可分為數字集成電路、線性集成電路和微波集成電路等。近年來集成電路的發展極為迅速。早期半導體集成電路的集成度是每個晶片上只有幾十個元件，目前集成度已高達每片包含幾千個甚至上萬個元件。習慣把由一百個以上的門電路或一千個以上的晶體管集成在一塊晶片上，並互連成具有一個系統或一個分系統功能的電路稱為「大規模集成電路」。
【半導體集成電路】 亦稱「固體電路」或「單塊集成電路」，它是在一塊半導體單晶片（一般是矽片）上，用氧化、擴散或離子注入，光刻、蒸發等工藝做成晶體管、二極體、電阻和電容等元件，並用某種隔離技術使它們在電性能上互相絕緣，而在晶片表面用金屬薄膜使有關元件按需要互相連接，最後被封裝在一個管殼里而構成一個完整電路。半導體集成電路製造方法比較簡便，成本低廉、可靠性高、體積也比較小，是目前集成電路中生產和應用最多的一種

『柒』 半導體缺陷中雙空位是什麼意思

這個問題竟然在網路裡面問？

雙空位一般指當產生一個空位時，體系狀態不能夠穩定保持，產生兩個空位結合的體系，系統地自由能達到最低。雙空位一般表示為negative U，說明原子在失去一個電子時（雖然脫離了基態），但是如果進一步失去電子，可以進入一個相對穩定的亞穩態。這個時候通常伴隨著雙空位的產生。比方說氧化物裡面經常就有中性氧雙空位 NDOV.

『捌』 半導體是什麼意思

顧名思義：導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料，叫做半導體（）．
物質存在的形式多種多樣，固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導電性和導電導熱性差或不好的材料，如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷等等，稱為絕緣體。而把導電、導熱都比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。可以簡單的把介於導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。與導體和絕緣體相比，半導體材料的發現是最晚的，直到20世紀30年代，當材料的提純技術改進以後，半導體的存在才真正被學術界認可。
半導體的分類，按照其製造技術可以分為：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，最近雖然不常用，單還是按照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。
[編輯本段]半導體定義
電阻率介於金屬和絕緣體之間並有負的電阻溫度系數的物質。
半導體室溫時電阻率約在10E-5～10E7歐·米之間，溫度升高時電阻率指數則減小。
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。
半導體（東北方言）：意指半導體收音機，因收音機中的晶體管由半導體材料製成而得名。
本徵半導體
不含雜質且無晶格缺陷的半導體稱為本徵半導體。在極低溫度下，半導體的價帶是滿帶(見能帶理論)，受到熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後成為導帶，價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位，稱為空穴。導帶中的電子和價帶中的空穴合稱電子 - 空穴對，均能自由移動，即載流子，它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴，電子-空穴對消失，稱為復合。復合時釋放出的能量變成電磁輻射（發光）或晶格的熱振動能量（發熱）。在一定溫度下，電子 - 空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡，此時半導體具有一定的載流子密度，從而具有一定的電阻率。溫度升高時，將產生更多的電子 - 空穴對，載流子密度增加，電阻率減小。無晶格缺陷的純凈半導體的電阻率較大，實際應用不多。
[編輯本段]半導體特點
半導體三大特性∶攙雜性、熱敏性和光敏性。
★在形成晶體結構的半導體中，人為地摻入特定的雜質元素，導電性能具有可控性。
★在光照和熱輻射條件下，其導電性有明顯的變化。
晶格：晶體中的原子在空間形成排列整齊的點陣，稱為晶格。
共價鍵結構：相鄰的兩個原子的一對最外層電子（即價電子）不但各自圍繞自身所屬的原子核運動，而且出現在相鄰原子所屬的軌道上，成為共用電子，構成共價鍵。
自由電子的形成：在常溫下，少數的價電子由於熱運動獲得足夠的能量，掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子。
空穴：價電子掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子而留下一個空位置稱空穴。
電子電流：在外加電場的作用下，自由電子產生定向移動，形成電子電流。
空穴電流：價電子按一定的方向依次填補空穴（即空穴也產生定向移動），形成空穴電流。
本徵半導體的電流：電子電流+空穴電流。自由電子和空穴所帶電荷極性不同，它們運動方向相反。
載流子：運載電荷的粒子稱為載流子。
導體電的特點：導體導電只有一種載流子，即自由電子導電。
本徵半導體電的特點：本徵半導體有兩種載流子，即自由電子和空穴均參與導電。
本徵激發：半導體在熱激發下產生自由電子和空穴的現象稱為本徵激發。
復合：自由電子在運動的過程中如果與空穴相遇就會填補空穴，使兩者同時消失，這種現象稱為復合。
動態平衡：在一定的溫度下，本徵激發所產生的自由電子與空穴對，與復合的自由電子與空穴對數目相等，達到動態平衡。
載流子的濃度與溫度的關系：溫度一定，本徵半導體中載流子的濃度是一定的，並且自由電子與空穴的濃度相等。當溫度升高時，熱運動加劇，掙脫共價鍵束縛的自由電子增多，空穴也隨之增多（即載流子的濃度升高），導電性能增強；當溫度降低，則載流子的濃度降低，導電性能變差。
結論：本徵半導體的導電性能與溫度有關。半導體材料性能對溫度的敏感性，可製作熱敏和光敏器件，又造成半導體器件溫度穩定性差的原因。
雜質半導體：通過擴散工藝，在本徵半導體中摻入少量合適的雜質元素，可得到雜質半導體。
N型半導體：在純凈的硅晶體中摻入五價元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半導體。
多數載流子：N型半導體中，自由電子的濃度大於空穴的濃度，稱為多數載流子，簡稱多子。
少數載流子：N型半導體中，空穴為少數載流子，簡稱少子。
施子原子：雜質原子可以提供電子，稱施子原子。
N型半導體的導電特性：它是靠自由電子導電，摻入的雜質越多，多子（自由電子）的濃度就越高，導電性能也就越強。
P型半導體：在純凈的硅晶體中摻入三價元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，形成P型半導體。
多子：P型半導體中，多子為電子。
少子：P型半導體中，少子為空穴。
受主原子：雜質原子中的空位吸收電子，稱受主原子。
P型半導體的導電特性：摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度就越高，導電性能也就越強。
結論：
多子的濃度決定於雜質濃度。
少子的濃度決定於溫度。
PN結的形成：將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上，在它們的交界面就形成PN結。
PN結的特點：具有單向導電性。
擴散運動：物質總是從濃度高的地方向濃度低的地方運動，這種由於濃度差而產生的運動稱為擴散運動。
空間電荷區：擴散到P區的自由電子與空穴復合，而擴散到N區的空穴與自由電子復合，所以在交界面附近多子的濃度下降，P區出現負離子區，N區出現正離子區，它們是不能移動，稱為空間電荷區。
電場形成：空間電荷區形成內電場。
空間電荷加寬，內電場增強，其方向由N區指向P區，阻止擴散運動的進行。
漂移運動：在電場力作用下，載流子的運動稱漂移運動。
PN結的形成過程：如圖所示，將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上，在無外電場和其它激發作用下，參與擴散運動的多子數目等於參與漂移運動的少子數目，從而達到動態平衡，形成PN結。

『玖』 半導體的原理是什麼

請用簡練的語言直接回答問題。