半导体常用名词定义要BBIN BBIN宝盈集团点doc

　　#15728. 半导体物理学（semiconductor physics） 半导体物理学是固体物理学的重要分支，是固体电子学的基础。半导体材料物理性质的研究最早可追溯到1833年，当时法拉第发现硫化银的电导率随温度升高而迅速增加。1873年史密斯发现光照能改变硒的电导率，1874年布朗发现硫化铅与一个探针接触时呈现整流效应。但对半导体中电子输运过程的深刻理解则归因于量子力学的创立及基于单电子理论的能带模型的建立。20世纪30年代末，莫特、达维多夫和肖特基发展了金属-半导体接触的整流理论。在此基础上肖克利、布拉顿和巴丁发明了第一个固体放大器——点接触晶体管，并于1956年获得诺贝尔物理学奖。这一发明及其后来的结型晶体管的制作是半导体器件发展史上的划时代突破，是固体电子学时代的开始。20世纪50年代后期基尔比和诺伊斯发明了集成电路，实现了电路的微型化，引发了电子技术的革命。1958年江崎玲於奈发现了pn结二极管中的电子隧道现象，因此而获得1973年诺贝尔物理学奖。由两种不同半导体材料直接接触构成的半导体异质结构概念是1960年前后由克罗默和阿尔弗洛夫提出的。1982年克利青（Klitzing）在超薄的异质结构中发现了基于反型层中二维电子运动的量子霍尔效应并获1985年诺贝尔物理学奖。其后崔琦和施特默在超高纯半导体材料中又发现分数量子霍尔效应。劳克林用量子流体的理论进行了解释，并与崔琦、斯特默（Stormer）分享了1998年诺贝尔物理学奖。半导体异质结构的发展产生了更快的晶体管——高电子迁移率晶体管及性能更优良的激光器——双异质结激光器。克罗默和阿尔弗洛夫因此获得2000年诺贝尔物理学奖。1970年江崎玲於奈和朱兆祥首先提出超晶格的概念。它是一种人造的周期性结构，其中电子的运动在一个方向上受到限制即电子在二维平面内运动，这种结构称为量子阱。如果电子的运动在两个维度方向上均受到限制时，这种结构称为量子线。若电子在三个维度方向上的运动均受到限制则称为量子点。量子结构中的电子能态具有离散的而不是连续的结构，因此载流子的分布是离散的。通过制作量子结构，不仅将材料的能带变成离散能级或子能带，甚至可以改变能带结构，把间接带隙变为直接带隙，因此将大大改善半导体器件的性能。量子阱、量子点激光器及正在研究的单电子晶体管都是具有量子结构的半导体器件。半导体量子结构的制备，量子效应及量子器件的研究正成为21世纪半导体物理及器件物理研究的主导方向，并将引起以集成电路光电子器件及光电集成为基础的信息产业的新的革命。 #15729. 半导体（semiconductor） 导电能力介于导体与绝缘体之间的一种材料。其能量系统分为许可能带和禁带，禁带处于价带和导带之间。半导体的禁带宽度较窄，在室温下由热激发就可能引起显著的电离。热电离产生自由电子和自由空穴，半导体的导电过程依赖于这两种载流子。在半导体中掺入杂质将大大改变其导电能力，可制得掺杂半导体。如果材料中自由电子密度大于自由空穴密度称n型半导体，反之称为p型半导体。未掺杂、无缺陷的半导体具有相等的自由电子和自由空穴密度称为本征半导体，而掺杂的半导体称为非本征半导体。半导体一般是晶体材料，通常由四价或平均为四价的原子组成的类金刚石材料，硅和锗是常见的单质半导体，砷化镓是最常见的化合物半导体。 #15730. 能带（energy band） 相邻原子在组成固体时，其相应的电子能级由于原子间的相互作用而分裂，由于固体中包含的原子数很大，分离出来的能级十分密集，形成一个在能量上准连续的分布即能带。由不同的原子能级所形成的允许能带之间一般隔着禁止能带。 #15732. 导带（conduction band） 根据能带理论，固体中的电子态能级分裂为一系列的带，在带内能级分布是准连续的，带与带之间存在有能量间隙。在非导体中，电子恰好填满能量较低的一系列能带，再高的各带全部都是空的，在填满的能带中尽管存在很多电子，但并不导电。在导体中，则除了完全填满的一系列能带外，还有只是部分地被电子填充的能带，这种部分填充带中的电子可以起导电作用，称为导带。半导体属于上述非导体的类型，但满带与空带之间的能隙比较小。通常把半导体一系列满带中最高的能带称为价带，把半导体中一系列空带中最低的能带称为导带。 #15733. 价带（valence band） 半导体和绝缘体中能量较低的若干能带是被电子填满的，其中能量最高的能带称为价带，价带是和原子中最外层轨道上的价电子的能级相对应的。 #15735. 带隙（band gap） 固体的能带结构中填充电子的最高能带与最低空能带之间的能量间隔。对半导体而言带隙宽度即禁带宽度。 #15736. 深能级（deep level） 距导带底较远的施主能级和离价带顶较远的受主能级称为深能级。相应的杂质称为深能级杂质。深能级杂质能够产生多次电离，每次电离相应地有一个能级，则在禁带中引入若干个能级。而且，有的杂质既能引入施主能级，又能引入受主能级。深能级杂质一般含量极少，而且能级较深，它们对载流子浓度和导电类型的影响没有浅能级杂质显著，但对于载流子的复合作用比浅能级杂质强，故这些杂质又称为复合中心。非、族杂质在硅、锗中往往产生深能级。硅中的金杂质，可测到二个深能级，一个是施主能级，另一为受主能级。金是典型的复合中心，在制造高速开关器件时，常有意掺入金以提高器件的速度。 #15737. 准费米能级（quasi-Fermi level） 当半导体材料中存在非平衡载流子时，导带电子和价带电子在各自能带中热跃迁概率大，而处于热平衡状态；导带电子与价带电子之间，热跃迁概率小，处于不平衡状态。因此用电子准费米（Fermi）能级(EF)n和空穴准费米（Fermi）能级(EF)p分别描述非平衡半导体材料中电子浓度n和空穴浓度p： 其中Nc、Nv为导带和价带的有效态密度，Ec、Ev为导带底和价带顶的能量。(EF)n≠(EF)p准费米能级概念的引入对分析实际半导体器件工作原理十分重要。 #15739. 载流子（carrier） 指荷载电流的粒子，它们在电场作用下能作定向运动而形成电流。金属中只有电子一种载流子，在电介质中是正、负离子，半导体中有电子和空穴两种载流子。有两种载流子参与导电是半导体的一大特点。在金属和电介质中，载流子数目一般不变，在半导体中它们的数目随其中的杂质含量和外界条件（如加热、光照等）的变化而显著变化。 #15740. 多数载流子（majority carrier） 半导体的电导依赖两种载流子，即导带中的电子和价带中的空穴。在掺杂半导体中，居多数的一种载流子对电导起支配作用，称为多数载流子。如n型半导体中电子为多数载流子，p型半导体中空穴为多数载流子。 #15741. 少数载流子（minority carrier） 同一种半导体材料中与多数载流子带相反电荷的载流子。如n型半导体中的空穴和p型半导体中的电子均为少数载流子。热平衡条件下，非简并半导体中电子浓度n与空穴浓度p满足 其中ni为本征载流子浓度，Eg为禁带宽度。T为温度。因此在本征激发尚不显著的温度范围内，多数载流子浓度可以近似认为与掺杂浓度相等，基本不随温度而改变。少数载流子浓度随温度升高而迅速增加。对于同种半导体，掺杂浓度越高，少数载流子浓度越低。对于相同掺杂浓度，材料的禁带宽度Eg越大，少数载流子浓度越低。虽然热平衡少数载流子对电导的作用较小，但非平衡少数载流子对电导的作用较小，但非平衡少数载流子，如pn结正向注入的非平衡少数载流子，对器件的工作起支配作用。 #15742. 载流子寿命（carrier lifetime） 在热平衡条件下，电子不断地由价带激发到导带，产生电子空穴对，与此同时，它们又不停地因复合而消失。平衡时，电子与空穴的产生率等于复合率，从而使半导体中载流子的密度维持恒定。载流子间的复合使载流子逐渐消失，这种载流子平均存在的时间，就称之为载流子寿命。 #15743. 非平衡载流子寿命（nonequilibrium carrier lifetime） 当半导体由于外界作用注入非平衡载流子时，它处于非平衡状态。载流子间的复合使非平衡载流子逐渐消失。在注入非平衡载流子浓度不是太大的简单情况下，非平衡载流子按下列规律消失：Δn=(Δn)0exp(-t/τ)。显然，式中τ即为非平衡载流子平衡平均存在的时间，通常称为非平衡载流子寿命。由于在非平衡状态下，非平衡少子的影响起主导作用，因而τ又称为非平衡少子寿命，而1/τ表示非平衡载流子的复合率。非平衡载流子寿命是一个结构灵敏的参数，它与材料的种类、完整性、某些杂质的含量以及样品的表面状态有密切的关系。 #15745. 本征载流子浓度（intrinsic carrier concentration） 本征半导体材料中自由电子和自由空穴的平衡浓度。 #15746. 空穴（hole） 是指半导体中的一种载流子。半导体内部的热运动、外部光照或在半导体内掺入受主杂质，都可以使半导体的价带失去一些电子，原来被电子填满的价带顶部出现一些空能级。在外电场和磁场作用下，这些仍留在满带中的电子，也能够导电。满带电子的这种导电作用等效于把这些空的量子状态看做带正电荷的准粒子的导电作用，称这些价带中空的量子状态为空穴。空穴带正电荷性，还具有正的有效质量。所以半导体中除了导带电子导电作用外，还有价带空穴的导电作用。 #15747. 有效质量（effective mass） 晶体中的电子或空穴在外加电场、磁场中运动，常常可以用准经典运动规律来描述。根据晶体中电子运动加速度与外力之间的关系，与经典力学牛顿第二定律相类比，引入了有效质量m*。晶体中的电子始终受到晶体势场的作用，在有外力作用时，电子运动状态的变化是外力与晶体势场共同作用的结果。引入有效质量的意义在于，它概括了晶体势场对电子的作用，把电子运动的加速度与外力直接联系起来，从而使分析简化。 #15748. 载流子注入（carrier ejection） 半导体通过外界作用而产生非平衡载流子的过程称作载流子注入。利用光照在半导体内引入非平衡载流子的方法称为载流子的光注入。除光照外，还可以利用电的或其他能量传递方式在半导体中注入载流子，最常用的是电的方法，称作载流子电注入。电注入载流子现象的发现直接导致半导体放大器的发明。 在不同条件下，载流子注入的数量是不同的。当注入载流子浓度与热平衡时多数载流子浓度相比很小时，多数载流子浓度基本不变，而少数载流子浓度近似等于注入载流子浓度，这通常称作小注入情况；若注入载流子浓度可与多数载流子浓度相比，则称作大注入情况。 #15749. 复合中心（recombination center） 半导体中某些杂质和缺陷可以促进载流子复合，对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用，这些杂质和缺陷称为复合中心。作为复合中心的杂质与缺陷一般在禁带中引入一个或几个深能级，它们既可以俘获电子又能俘获空穴，从而促进了复合过程。对载流子复合有促进作用的杂质很多，例如硅和锗中的Au，Cu，Fe，Ni，Zn以及许多其他重金属杂质都有明显的复合作用。金是一种有效的复合中心，在半导体器件中，经常引入金以降低注入载流子寿命，提高器件的开关速度。 #15750. 直接复合（direct recombination） 按照电子和空穴在复合时所经历的具体过程的不同，可把复合分为直接复合和间接复合两类。直接复合是导带中的电子直接落入价带与空穴复合。而间接复合则是导带中的电子首先被禁带中某一个中间能级所俘获，然后落入价带与空穴相复合。 #15751. 表面复合（surface recombination） 位于半导体表面禁带内的表面态（或称表面能级）与体内深能级一样可作为复合中心，起着对载流子的复合作用。为此，通常把半导体非平衡载流子通过表面态发生复合的过程称为表面复合。与体复合相比表面复合更为复杂，它不仅依赖于表面复合中心浓度及体掺杂浓度，还依赖于表面势。而表面势又是对周围环境敏感的参量，所以表面复合会因表面环境条件的变化而发生变化。半导体器件通常都要求较低且稳定的表面复合速度，因此，在半导体工艺技术上如何控制表面复合是一个非常重要的问题。 #15752. 辐射复合（radiative recombination） 根据能量守恒原则，电子和空穴复合时应释放一定的能量，如果能量以光子的形式放出，这种复合称为辐射复合。辐射复合可以是导带电子与价带的空穴直接复合，这种复合又称为直接辐射复合，是辐射复合中的主要形式。此外辐射复合也可以通过复合中心进行。在平衡态，载流子的产生率总与复合率相等。 #15753. 非辐射复合（nonradiative recombination） 按照复合时释放能量的方式不同，复合可分为辐射复合和非辐射复合。以除光子辐射之外的其他方式释放能量的复合称为非辐射复合。非辐射复合中主要有多声子复合和俄歇复合。 #15754. 陷阱（trap） 半导体中能够俘获电子或空穴的晶体缺陷或化学中心。热平衡时由缺陷或杂质引入的能级上具有一定数量的热平衡电子，当半导体内引入非平衡载流子时，这些能级上的电子数目将发生变化，如果能级上电子数目增加则该能级具有俘获非平衡电子能力，该能级称为电子陷阱。反之若该能级上电子数目减少则该能级具有俘获空穴的能力称为空穴陷阱。当非平衡载流子落入陷阱后基本上不能直接发生复合，而必须首先激发到导带或价带，然后才能通过复合中心而复合。在整个过程中，载流子从陷阱激发到导带或价带所需的平均时间比它们从导带或价带发生复合所需的平均时间长得多，因此陷阱的存在大大增加了从非平衡恢复到平衡态的弛豫时间。 #15755. 猝灭（quenching） 激发态通过非辐射复合的途径达到弛豫。如热猝灭是通过处于发光中心激发态的电子与晶格碰撞把激发能交给晶格，产生大量的声子而无辐射地回到基态。光、电场及磁场等外界因素均可产生发光猝灭。 #15756. 漂移电流（drift current） 在没有电场作用时，半导体中载流子在运动中不时遭到散射作杂乱无章的热运动，并不形成电流。当有电场存在时，使所有载流子沿电场力方向作定向运动。这种载流子在热运动的同时，由于电场作用而产生的沿电场力方向的定向运动称作漂移运动。所构成的电流为漂移电流。定向运动的平均速度叫做漂移速度。在弱电场下，载流子的漂移速度v与电场强度E成正比 v=μE 式中μ是载流子迁移率，简称迁移率。它表示单位场强下载流子的平均漂移速度，单位是m2/V·s或cm2/V·s。迁移率数值决定于半导体能带结构、材料中杂质和缺陷对载流子的作用、以及其中原子的热运动等因素。通常在同一种半导体中，电子的迁移率比空穴的大。迁移率是反映半导体载流子导电能力的重要参数。 #15757. 漂移迁移率（drift mobility） 在一块均匀的半导体材料中，用局部的光脉冲照射会产生非平衡载流子，光脉冲停止后，整个非平衡载流子的“包”在电场作用下以漂移速度v=μE向样品一端运动，若已知电场强度E及脉冲电荷包漂移的距离x，可计算出迁移率μ=x/(Et)，其中t为光脉冲停止时刻与示波器探测到非平衡载流子电荷包的时间隔，这样测得的迁移率为漂移迁移率。漂移迁移率是非平衡载流子的平均漂移速度与电场强度的绝对值之比。 #15759. 界面散射（interface scattering） 半导体载流子沿表面层运动的表面迁移率总低于体内迁移率，这种由于沿表面层运动的载流子受到的不同于体内的附加散射，就称之为表面散射或界面散射。界面散射机制比较复杂。例如表面粗糙度散射，是由于表面粗糙不平整引起的散射过程，这时表面不是一个平面而是像一个被弯曲了的薄片，因此当电子沿表面运动时将受到干扰，使迁移率降低。这种散射作用对薄的表面空间电荷层较明显，例如强反型层就属于这种情况。 #15765. 场效应（field effect） 电场对半导体的影响。在电场作用下半导体中自由电子和自由空穴的平衡遭到破坏。如MOS结构在不同的电场作用下，由于电场对半导体内载流子的吸引或排斥作用而在半导体表面附近产生载流子的积累或耗尽，通常把这种半导体表面电导受垂直电场调制的效应称为场效应。 #15766. 沟道（channel） 半导体中由于外加电场引起的沿长度方向的导电层。如MOS结构中当施加外部电场时在半导体表面形成的积累层及反型层。 #15767. 能带弯曲（band bending） 半导体能带图表示电子在原子周期势场中处于不同能量的能级上，电子能量与其所在的半导体的静电势成正比。显然，如果半导体中静电势到处都相同，则能带是水平的，即平带状态。反之，当半导体表面存在垂直的外加电场时，半导体中各处静电势就不同，则能带就相应地发生弯曲，称为能带弯曲。 #15789. 场发射（field emission） 在外电场作用下，非加热的金属或半导体表面处表面势垒变窄，由于量子力量隧道效应引起的表面电子发射。在电子器件和表面物理研究中可以应用的几个场发射阴极是钨尖、硅尖、金刚石阴极、碳纳米管阴极及电子枪用场发射阴极。 #15790. 热电子（hot electron） 半导体中的电子可以吸收一定能量（如光子、外电场等）而被激发，处于激发态的电子称为热电子，处于激发态的电子可以向较低的能级跃迁，如果以光辐射的形式释放出能量，这就是半导体的发光现象。 #15793. 量子阱（quantum well） 量子阱是一种人工设计采用外延方法生长的半导体微结构。其主要特性是电子（空穴，有时还包括光子）在空间上被限制在一个很薄的区域内运动，该区域的厚度小于电子的德布罗意波长，电子（空穴）行为表现出二维特征。量子阱结构主要用于发光器件和光电探测器件。和非量子阱结构相比，由于在量子阱中电子（空穴）相对比较集中（有时光子也比较集中），所以有很高的量子效率，用于半导体激光器能大幅度降低阈值电流密度，增加输出功率。量子阱结构中，与量子阱层相对的还有势垒层，用以限制电子（空穴）在垂直于阱面方向上的运动。量子阱结构通常用分子束外延或金属有机化学气相淀积方法制备。 #15795. 量子线（quantum wire） 量子线是一种人工微结构，其主要特性是电子（空穴）在空间上被限制在一个很细的线状区域内运动，该区域的横向尺度小于电子的德布罗意波长，电子（空穴）行为表现出一维特征。目前量子线结构主要用于半导体激光器。与量子阱激光器相比，量子线激光器阈值电流密度更低，输出功率更大，而且输出激光的波长随温度的变化更小。量子线的制作分为自组装生长和微加工两类。 #15796. 量子点（quantum dot） 量子点是指电子（空穴）在空间上三个方向都受到限制，只能在微小空间中运动的人工微结构，该空间区域的尺度在三个方向上都小于电子的德布罗意波长，电子（空穴）行为表现出零维特征。目前量子点结构主要用于制作半导体激光器和纳米电子器件。在所有的量子结构激光器中，量子点激光器阈值电流密度最低，输出功率最大，而且输出激光的波长不随温度变化。量子点的制作主要靠自组装生长。 #15798. 半导体超晶格（semiconductor superlattice） 由一组多层薄膜周期重复排列而成的单晶。多层薄膜中各层厚度从几个到几十个原子层范围。各层的主要半导体性质如带隙和掺杂水平可以独立地控制。多层薄膜的周期可以在生长时人为控制，因而得到了人造的晶体结构即超晶格。多层薄膜中各层的组分突变的超晶格称为组分调制超晶格；各层掺杂原子型号发生突变的超晶格称掺杂调制超晶格。组分调制超晶格的能带图与多量子阱类似，惟一的区别是超晶格中由于势垒层厚度小于电子的德布罗意（de Broglie）波长，相邻势阱中的电子波函数发生交叠，因而多量子阱的离散能级将展变为能带，其能带宽度及位置与势阱深度、宽度及势垒厚度有关。超晶格具有一些普通半导体中没有发现的有用性质。 #15799. 共振隧道（resonance tunneling） 在低偏压下相邻量子阱的相同子带间的隧道穿透。此时电子穿过一个或数个势垒而不失去其相位关系。共振隧穿发生时可以伴随声子发射过程。 #15800. 单电子隧道效应（single electron tunneling effect） 一个包含极少量电子，具有极小电容值的粒子称为库仑岛，其能量由电势能及电子间互作用库仑能组成，可表示为E=-QVg+Q2/2C。当库仑岛上增加或减少一个电子时，其能量增加e2/C。单个电子进入或离开库仑岛需要e2/C的激活能。在极低温和小偏压下，导体内的电子不具备e2/C的能量，故电子不能穿越库仑岛，此现象称为库仑阻塞。通过给库仑岛加栅压可以改变其电势能及总能量，在某个特定的栅压下，库仑岛总电荷Q=Ne和Q=(n+1)e的最小能量是简并的，即态密度间隙消失。此时，即发生单个电子隧穿库仑岛的现象，称为单电子隧穿效应。 #15801. 整数量子霍尔效应（integer quantum Hall effect） 二维电子气系统在强磁和低温条件下的霍尔效应表现出明显的量子化性质。1980年冯克利青（Von Klitzing）等人首先观测到了量子化霍尔效应。他们测量了Si MOSFET反型层中二维电子气系统中的电子在15T强磁场和低于液He温度下的霍尔电压VH，沿电流方向的电势差VP与栅压VG的关系。当磁场垂直于反型层，磁感应强度B与沿反型层流动的电流强度I保持不变时，改变栅压VG，可改变反型层中载流子密度ns。在正常的霍尔效应中应有VH1/VG（如果nsVG），但在强磁和低温下，某些VG间隔内，VH曲线出现平台，对应于平台时的VP最小趋近于零，由此得到的霍尔电阻ρXY=-VH/I是量子化的，其值为 它只与物理常数h（普朗克常数）和q有关。霍尔电阻与整数i相联系的量子化性质称整数量子霍尔效应。在1K以下，实验还进一步观察到i为分数的霍尔平台，即分数量子化霍尔效应。在调制掺杂的GaAs-GaAlAs等异质结构中也能观测到量子化霍尔效应。 #15803. 量子限制效应（quantum confinement effect） 微结构材料三维尺度中至少有一个维度与电子德布罗意（de Broglie）波长相当，因此电子在此维度中的运动受到限制，电子态呈量子化分布，连续的能带将分解为离散的能级，当能级间距大于某些特征能量（如热运动量KB；塞曼能hω，超导能隙Δ等）时，系统将表现出和大块样品不同的甚至是特有的性质，例如超晶格中由于能级离散引起的带隙展宽及吸收边的蓝移。 #15805. Wannier 激子（Wannier exciton） 半导体吸收具有带隙能量的光子时产生的电子空穴对，在低温下没有足够的动能使它们分开，相互靠近的电子、空穴由于库仑互作用而形成的一个束缚态，很像氢原子中的质子与电子那样。Wannier激子的能量为 En=-13.6μ/ε2n2，n为量子数，ε为介电常数，μ是电子和空穴的折合有效质量，它的能级在导带底以下几个毫电子伏范围，因而在半导体的基本吸收边的长波侧可看到几个清晰的激子吸收峰，对应于处在量子数n较低的一些激子状态。 #15806. 扩展态（extended state） 非晶态材料中电子本征波函数不再是Bloch函数，其电子本征态分为扩展态和局域态，扩展态波函数遍及整个材料，电子占据整个材料具有有限的概率。由于晶格势能的无序涨落引起的散射，扩展态电子的迁移率远小于晶体中的共有化电子。 #15808. 局域态（localize state） 固体材料中与特定位置相关，具有特定能量的电子态。当一个电子占据此状态时，它被束缚于具有特定能量的特定位置附近。无序固体中由于周期性被破坏，将产生带尾局域态。材料中的缺陷态或施主、受主杂质上的电子态，或强掺杂半导体中的带尾态也都是局域态。存在局域态是无序的标志。局域态电子的迁移必须通过跳跃（hopping）发生。 #15809. 迁移率边（mobility edge） 无序系统中扩展态与带尾局域态间的能量边界。如导带扩展态与导带尾的边界Ec和价带扩展态与价带尾的边界Ec。如果把迁移率看成为电子态能量的函数，Mott提出在Ec，Ec处存在迁移率的突变。 #15811. 带尾（band tail） 晶态半导体由于原子排列的长程周期性，导带和价带具有清晰的边界。非晶半导体及重掺杂半导体由于原子排列的长程周期性的破坏、晶格势能的无序涨落使导带及价带向禁带中延伸形成带尾，带尾电子态是局域态。 #15813. 隙态（state in gap） 非晶态半导体材料能带模型中迁移率隙中的电子状态称为隙态。隙态分为两类：一类是带尾态，包括导带尾及价带尾；另一类是与诸如悬挂键等缺陷相关联的局域态。隙态对非晶态半导体材料的光学和电学性质有重要影响。性能优良的非晶态半导体器件要求隙态密度低的材料。 #15814. 吸收（absorption） 光在半导体中传播时具有衰减现象，称为光吸收。半导体通常能强烈地吸收光能，吸收系数大约是105/cm的量级。材料吸收辐射能量会导致电子从低能级跃迁到较高的能级。电子在带与带之间的跃迁所形成的吸收过程称作本征吸收。要发生本征吸收，光子能量必须等于或大于禁带宽度Eg。当入射光频率低于v0（或波长大于λ0）时，吸收系数迅速下降，不可能发生本征吸收。这种吸收系数显著下降的特定频率v0（或特定波长λ0），称为半导体的本征吸收限。不同材料具有不同的禁带宽度，可得相当的本征吸收长波限。半导体中的光吸收主要是本征吸收。另外，还有激子吸收、自由载流子吸收、杂质吸收和晶格吸收等。 #15816. 吸收光谱（absorption spectrum） 光在半导体材料中的吸收系数随光的频率（或波长）而变化的谱线称为吸收光谱。研究半导体本征吸收光谱可决定禁带宽度，是了解能带的复杂结构和区分直接带隙和间接带隙半导体的重要依据。其他吸收光谱对研究半导体性质也有重要意义。 #15817. 光学带隙（optical band gap） 非晶态半导体的本征吸收边附近的吸收曲线通常分为三个区域：价带扩展态到导带扩展态的吸收为幂指数区；价带扩展态到导带尾的吸收为指数区；价带尾到导带尾的吸收为弱吸收区。非晶半导体的带隙没有明确的定义。定义其光学带隙的简单方法是E03或E04，即吸收系数为103cm-1或104cm-1时所对应的光子能量。物理意义较明确的定义方法是Tauc带隙，主要考虑幂指数区的带-带吸数，此时α(hv)c(hv-Eg)γ，C和γ与能带结构有关，对于抛物线～hv关系曲线求得的Eg称为Tauc带隙。 #15818. 发光（luminescence） 发光是物质的一种非热辐射的光发射。热辐射的基本特征是不随发热体的性质而改变。发光则反映材料的特征，它是外界因素如光、电等与物质的相互作用，使物质从基态转变为激发态，激发态经过辐射跃迁过程达到弛豫而发出的紫外、可见或红外辐射。外界作用一旦停止，发光也将结束，但有一个延续时间，比光的振动周期（10-14秒）长得多。可以根据此原理把发光与散射、反射等其他光发射区分开来。 由于激发方式的不同，发光可分为光致发光、电致发光、阴极射线发光、化学发光、辐射发光等。其主要应用领域在光源、显示器、探测器及光电子器件等方面。 #15819. 光致发光（photoluminescence） 材料通过吸收光子产生激发态的辐射跃迁。激发过程为单光子或多光子吸收过程。光致发光包括光吸收、能量传递、光发射等过程，这些过程与材料结构、成分及环境原子排列有关，光致发光技术是研究固体中电子过程的重要手段。一般情况下光致发光光子的能量小于激发光子的能量（斯托克斯位移），在特定条件下发射光子的能量可以超过激发光子的能量（反斯托克斯位移）。日光灯是利用汞蒸气放电产生的紫外光激发涂饰在灯管壁上的发光材料而发出可见光的。 #15821. 电致发光（electroluminescence） 固体器件或化学电池中由于电荷流动而引起的发光现象。固体器件的电致发光主要有两种类型：本征电致发光及注入型电致发光。本征电致发光通常将发光材料与绝缘介质混合置于两极板间或将发光材料薄膜夹在两绝缘层之间，在交变电场作用下电子场致碰撞激发或离化发光中心而引起发光。例如用ZnS薄膜制成的字符显示屏、计算机终端显示屏等。注入型电致发光器件是pn结型发光器件，是利用注入的少数载流子和多数载流子间的辐射复合而发光，如GaAs、GaP、GaN等不同波段的发光二极管。聚合物半导体发光器件也是注入型电致发光器件。 #15822. pn结（p-n junction） 在一块n型（或p型）半导体单晶上，用适当的工艺方法（如合金法、扩散法和离子注入法等）把p型（或n型）杂质掺入其中，使这块单晶的不同区域分别具有p型和n型的导电类型，在二者的交界面处就形成了pn结。pn结刚形成时，p区的多数载流子空穴向n区扩散，在n区边界附近与电子复合。p区失去空穴，在其边界附近就剩下带负电的受主离子；同理，n区电子也向p区扩散，在其边界附近剩下带正电的施主离子。结果在p区和n区交界面的两侧形成带正、负电荷的区域，称为空间电荷区，也叫耗尽区（多数载流子缺乏）。空间电荷区内正、负离子电荷总量相等，其中形成的电场方向由n区指向p区，它就是pn结的自建电场。在平衡时，自建电场的大小正好能阻止空穴和电子进一步扩散，使空间电荷区宽度保持一定。当结上加正向电压时（即p区接电源正极，n区接负极），自建电场削弱，使多数载流子（p区的空穴，n区的电子）容易通过pn结，因而电流较大，这时pn结叫做正偏结，电流称为正向电流；当结上加反向电压时，内建电场增加，只有少数载流子（p区的电子，n区的空穴）易通过pn结，因而电流很小，这时pn结叫做反偏结，电流叫做反向电流。pn结具有单向导电性，这是pn结最基本的性质之一。pn结这种整流特性是很多半导体器件和电路的核心。整流器及许多其他类型的二极管都是只含1个pn结的器件；一般结型晶体管是2个pn结构成的器件；晶体闸流管是含有3个或4个pn结的器件。 #15823. 耗尽区（depletion region） 在半导体pn结、肖特基结、异质结中，由于界面两侧半导体原有化学势的差异导致界面附近能带弯曲，从而形成能带弯曲区域电子或空穴浓度的下降，这一界面区域在半导体物理中称为耗尽区。 #15825. 缓变pn结（graded p-n junction） 从p区到n区掺杂浓度逐渐改变的pn结，如用固态扩散工艺制造的pn结。大多数缓变pn结数学上可作为线性缓变结处理。通常由扩散工艺制备的pn结为缓变pn结，但在浅扩散结或高反偏时它更接近于单边突变pn结。 #15826. 突变pn结（abrupt p-n junction） 用合金法制造的pn结，n型区中施主杂质浓度和p型区中受主杂质浓度都是均匀分布的。在交界面处杂质浓度由nA（p型区）突变为nD（n型区），具有这种杂质分布的pn结称为突变结。实际的突变结，两边的杂质浓度差很多，通常称这种结为单边突边结（记为p+n，或n+p）。 #15827. pn结电容（p-n junction capacitance） pn结具有电容特性。pn结电容包括势垒电容和扩散电容两部分。pn结的耗尽层宽度随加在pn结上的电压而改变。当pn结加正向偏压时，势垒区宽度变窄、空间电荷数量减少，相当于一部分电子和空穴“存入”势垒区。正向偏压减小时，势垒区宽度增加，空间电荷数量增多，这相当于一部分电子和空穴的“取出”。对于加反向偏压情况，可作类似分析。pn结的势垒宽度随外加电压改变时，势垒区中电荷也随外加电压而改变，这和电容器充放电作用相似。这种pn结的电容效应称势垒电容。另外，在正偏结中，有少数非平衡载流子分别注入n区和p区的一个扩散长度范围内（称做扩散区），其密度随正向电压的增加而增加，即在两个扩散区内储存的少数非平衡载流子的数目随pn结的正向电压而变化。这种由于扩散区的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应，称为pn结的扩散电容。pn结电容是可变电容。势垒电容和扩散电容都随外加电压而变化。pn结电容使电压频率增高时，整流特性变差，是影响由pn结制成器件高频使用的重要因素。利用pn结电容随外加电压非线性变化特性，可制成变容二极管，在微波信号的产生和放大等许多领域得到广泛的应用。 #15828. pn结势垒（barrier of p-n junction） pn结的空间电荷区中，存在由n边指向p边的自建电场。因此，自然形成n区高于p区的电势差Vd。相应的电子势能之差即能带的弯曲量qVd称为pn结的势垒高度。pn结的p区和n区的多数载流子运动时必须越过势垒才能到达对方区域，载流子的能量低于势垒高度，就被势垒阻挡而不能前进，这个垫垒叫做pn结势垒。pn结的势垒高度与两边半导体中的杂质浓度及其分布、温度以及半导体材料的禁带宽度Eg有关。除pn结势垒外，还有金属与半导体接触的接触势垒（肖特基势垒）、半导体表面形成的表面势垒等。势垒高度受外加电场的影响，当外加电场削弱势垒区中电场时，势垒降低，载流子容易通过；外加电场加强势垒区的电场时，势垒高度升高，载流子不易通过。利用pn结势垒这一特性可制成整流、检波等多种半导体器件。 #15829. pn结击穿（electrical breakdown of p-n junction） 对pn结施加的反向偏压增大到某一数值VBR时，反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为pn结击穿。发生击穿时的反向电压称为pn结的击穿电压。 击穿电压与半导体材料的性质、杂质浓度及工艺过程等因素有关。pn结的击穿从机理上可分为雪崩击穿、隧道击穿和热电击穿三类。前两者一般不是破坏性的，如果立即降低反向电压，pn结的性能可以恢复；如果不立即降低电压，pn结就遭到破坏。pn结上施加反向电压时，如没有良好散热条件，将使结的温度上升，反向电流进一步增大，如此反复循环，最后使pn结发生击穿。由于热不稳定性引起的击穿，称为热电击穿，此类击穿是永久破坏性的。pn结击穿是pn结的一个重要电学性质，击穿电压限制了pn结的工作电压，所以半导体器件对击穿电压都有一定的要求。但利用击穿现象可制造稳压二极管、雪崩二极管和隧道二极管等多种器件。 #15830. 雪崩击穿（avalanche breakdown） 当反向偏压很大时，势垒区中的电场很强，因而通过势垒区的电子和空穴可以在电场作用下获得很大的动能，当能量足够大时，和晶格碰撞而使价带电子激发到导带，产生新的电子-空穴对，这种现象称为“碰撞电离”。新生的电子-空穴以及原有的电子和空穴，在电场作用下，又可重新获得足够的能量，再次和晶格碰撞而产生电子-空穴对。如此继续下去，载流子增加犹如“雪崩”的特性，称为载流子倍增效应。由于倍增效应，使反向电流迅速增加从而发生击穿，这就是雪崩击穿的机理。雪崩击穿除与势垒区中电场有关外，还与势垒区宽度有关。势垒区宽的易发生雪崩击穿。 #15831. 隧道击穿（tunnel breakdown） 隧道击穿是在强电场下，由于隧道效应使大量电子从价带穿过禁带而进入导带所引起的一种击穿。因为最初是由齐纳（Zener）提出的，故又称齐纳击穿。当pn结的反向电压比较大时，势垒区能带发生倾斜，甚至可以使n区的导带底比p区的价带顶还低，使p区价带的电子有可以隧道穿过势垒到达n区导带中去，使反向电流急剧增大，发生隧道击穿。对于掺杂浓度比较高的情况下，势垒区薄，往往易发生隧道击穿。 #15832. 金属-半导体接触（metal-semiconductor contact） 在半导体片上淀积一层金属形成紧密的接触。硅器件和集成电路中大量采用的铝-硅接触就是典型的实例。金属-半导体接触中最重要的有两类典型接触：一类是金属与半导体的没有整流作用的接触，称为欧姆接触，这种接触与一个电阻等效；另一类是整流接触，具有类似于pn结的单向导电性。上述特性是由于金属-半导体接触时，两者的功函数不同，电子可以从金属流向半导体，或半导体流入金属，从而使半导体表面形成表面势垒（又称阻挡层）或反阻挡层所致。反阻挡层是很薄的高电导的区域，它对金属和半导体接触电阻影响很小。表面阻挡层存在使金属-半导体接触具有整流作用。在半导体表面处的禁带中存在着表面态，对应能级称为表面能级。表面能级对表面势垒有很大的影响。 #15833. 肖特基势垒（Schottky barrier） 金属和半导体接触形成半导体表面势垒，此势垒又称肖特基势垒。 #15834. 欧姆接触（Ohmic contact） 金属与半导体接触形成非整流的接触，即欧姆接触。它不产生明显的附加阻抗，也不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。欧姆接触在实际中有很重要的应用。半导体器件一般都要利用金属电极输入或输出电流，这就要求在金属和半导体之间有良好的欧姆接触。在超高频和大功率器件中，欧姆接触是设计和制造的关键问题之一。制作欧姆接触最常用的方法是用重掺杂的半导体与金属接触，常常是在n型或p型半导体上作一层重掺杂区后再与金属接触，形成金属-n+-n或金属-p+-p结构。 #15835. 肖特基缺陷（Schottky defect） 是一种化合物半导体中的点缺陷。在化合物MX中，在T＞0K时，由于晶格热振动，能量大的原子离开原格点进入晶格间隙或进入表面，或蒸发到外界，而失去原子的晶格位置即出现空缺生成空位以符号VM（或VX）表示。空位是化合物半导体中常见的点缺陷之一。如果对一个按化学计量比组成的化合物MX晶体，在产生VM的同时，也产生数目相同的VX。此时产生的缺陷称肖特基缺陷，记作(VM+VX)。空位可以是中性，也可带正电或负电。它对化合物半导体的导电性能有较大的影响。 #15836. 热离子发射（thermion emission） 金属或半导体表面的电子具有热运动的动能足以克服表面势垒而产生的电子发射现象。金属或半导体向真空发射电子所需的最低能量称为逸出功或功函数，即表面势垒高度。在金属半导体接触界面同样存在热离子发射，此时所要克服的势垒由金属半导体接触势垒决定。 #15837. 半导体异质结（semiconductor heterojunction） 组成pn结的n型区和p型区用不同的半导体材料组成时，其过渡区就称之为半导体异质结。 #15838. 拉曼散射（Raman scattering） 拉曼散射是指入射光子与组成系统（如液体、透明玻璃、固体等）的分子间的非弹性碰撞引起的分子与光子间的能量交换，使一部分入射光子的能量发生改变，因此其波长改变的现象。由于能量守恒，光子获得或失去的能量应等于分子能量的改变。通过测量光子能量的改变可以检测分子能量的改变，这种改变通常与分子的转动，振动能量及电子能量有关。 #15839. 霍尔效应（Hall effect） 在半导体薄片的两端之间通以电流，如果在与薄片垂直的方向外加一磁场，则电子和空穴在洛伦兹力作用下，将沿着与磁场方向垂直的方向移动。如沿洛伦兹力的方向设置电极，则可检测出电压（霍尔电压）。这个现象称为霍尔效应。霍尔电场EY与电流密度JX和磁感应强度BZ成正比，即EY=RHJXBZ，比例系数RH称为霍尔系数。霍尔系数的数值与正负和半导体的导电类型、载流子浓度、迁移率大小以及温度、样品形状等因素有关。霍尔效应是研究半导体物理性质的一个很重要的方法，可测定载流子浓度、导电类型和霍尔迁移率。利用霍尔效应制成的电子器件称为霍尔器件。由于霍尔器件有在静止状态下感受磁场的能力，而且构造简单、小型、坚固，同时是以多数载流子工作为主、频率响应宽、寿命长、可靠性高，所以在测量技术、自动化技术及信息处理等方面得到广泛的应用。常用材料有硅、锗和迁移率高的砷化镓、锑化铟、砷化铟等～族化合物半导体。 #15878. 佩尔捷效应（Peltier effect） 当两种不同的半导体或者半导体与金属相接触并接通电流时，接触面处除产生焦耳热以外，还要吸热或放热，称为佩尔捷效应，而且这个效应是可逆的。与两个不同金属接触相比，半导体之间相接触产生的效应要大得多。通过佩尔捷效应，使得一个接头不断吸热而产生低温，可制造温差发电器和制冷器。为了提高效率，必须选择泽贝克系数大的半导体材料，还必须选择热导率和电阻率小的材料。因此，一般常用Bi2Te3、Sb2Te3、Bi2Sb3等～族化合物半导体作温差制冷材料。 #15879. 塞贝克效应（Seebeck effect） 当两个不同的导体a和b两端相接，组成一个闭合线路，如两个接头A和B具有不同的温度，则线路中便有电流，这种电流称为温差电流，这个环路便组成温差电偶，产生电流的电动势称为温差电动势，其数值一般只与两个接头的温度有关。这个效应是于1821年由泽贝克发现的，故称为泽贝克效应，温差电动势也称为泽贝克电动势（Θab示之）。定义温差电动势率αab αab为单位温差时的温差电动势，亦称泽贝克系数，单位为V/K。两个不同半导体也可构成闭合线路，当两个接头处温度不同时，也要产生温差电动势，而且数值比金属导体大得多。在室温附近，半导体的αab有几百μV/K，而金属的αab只在0.1与10μV/K之间。因此，半导体在热能与电能的转换上，可以有较高的效率，在温差发电方面有较广的应用。常用温差发电半导体材料有Bi2Te3、ZnSb、PbTe、GeTe和FeSi2等。 #15880. 固体电子学（solid state electronics） 固体电子学是随着固体器件特别是半导体/集成电路的空前发展出现的一门新兴边缘学科，该学科主要涉及用固体电子器件实现各种复杂电子系统。 #15881. 微电子学（microelectronics） 是研究在固体（主要是半导体）材料上构成微小型化电子电路、子系统及系统的电子学分支学科，是当今电子学的最重要组成部分，是信息科学、计算机科学、固体电子学、医用电子学等学科的发展基础。微电子学包括半导体材料与器件物理、集成电路及系统的设计及制造，并与光电子学及超导电子学相互渗透。 #15882. 纳米电子学（nanoelectronics） 以纳米尺度材料为基础的器件制备、研究和应用的电子学领域为纳米电子学。由于量子尺寸效应等量子力学机制，纳米材料和器件中电子的形态具有许多新的特征。纳米电子学是当前科学界极为重视的研究领域，被广泛认为未来数十年将取代微电子学成为信息技术的主体，将对人类的工作和生活产生革命性影响。 #15883. 本征半导体（intrinsic semiconductor） 完全不含杂质和缺陷，仅依赖本征载流子导电的半导体材料。实际半导体不能绝对地纯净，本征半导体一般是指导电主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。 #15884. n型半导体（n-type semiconductor） 主要依靠导带电子导电的半导体称为电子型或n型半导体。V族元素在硅、锗中是替代式杂质，它们电离时能够施放电子而产生导电电子并形成正电中心，称它们为施主杂质或n型杂质。它们释放电子的过程叫做施主电离。施主杂质未电离时是中性的，称为束缚态或中性态，电离后成为正电中心，称为离化态。将被施主杂质束缚的电子能量状态称为施主能级，记为ED。，施主能级位于离导带很近的禁带中。通常，施主杂质是比较少的，它们的相互作用忽略。因此，某一种杂质的施主能级是一些具有相同能量的孤立能级。在纯净半导体（又称本征半导体）中掺入施主杂质后，导带中导电电子增多，增强了半导体的导电能力。n型半导体中电子称为多数载流子，空穴称为少数载流子。 #15885. p型半导体（p-type semiconductor） 主要依靠空穴导电的半导体称为空穴型或p型半导体。当纯净半导体（如硅晶体）中掺入族元素时，一个三价原子占据了硅原子的位置。三价原子有三个价电子，当它和周围的四个硅原子形成共价键时，还缺少一个电子，必须从邻近硅原子中夺取一个价电子，就在硅晶体共价键中产生了一个空穴。而三价元素接受一个电子后，成为带负电的离子，称为负电中心。这个空穴受三价离子的束缚力很弱，只需很少的能量（ΔEA）就可以使空穴挣脱束缚，成为导电空穴。因为族杂质在硅中能够接受电子而产生导电空穴，并形成不能移动的负电中心，所以称它为受主杂质或p型杂质。空穴挣脱受主杂质束缚的过程称为受主电离。受主杂质未电离时是中性的，称束缚态或中性态。电离后成为负电中心，称为受主离化态。，所以受主能级位于离价带顶很近的禁带中。一般情况下，受主能级也是孤立能级。p型半导体中，空穴是多数载流子，电子为少数载流子。 #15886. 简并半导体（degeneracy semiconductor） 包含非常高的杂质原子密度，以至自由电子在空间处于交叠状态的半导体材料，其费米能级处于导带之上（或价带之下）而不处在禁带之中。 #15887. 多晶半导体（polycrystal semiconductor） 由大量取向不同的小的单晶半导体颗粒构成的薄膜或体半导体材料。大多数半导体器件都是用单晶半导体材料制作。多晶半导体可用于制作太阳能电池、液晶显示器的薄膜晶体管开关矩阵及MOS晶体管的栅极材料等。 #15888. 非晶半导体（amorphous semiconductor） 具有半导体性质的非晶态材料称为非晶半导体。目前研究最多的两类非晶半导体是四面体键的非晶态半导体，主要是非晶硅、锗及其相关材料，另一类是硫系玻璃如AS3Se2等等。以非晶硅为例，每一个硅原子与其近邻的四个硅原子仍以共价方式键合，但键长、键角有一定畸变，因此原子的最近邻排列虽保持相对确定的位置即近程有序性，但失去了晶态固体中原子排列的长程周期性。晶格周期势场的无规涨落形成带尾局域态分布，而非晶态半导体材料所包含的大量缺陷主要是悬挂键形成带隙局域态的分布。 #15889. 元素半导体（elemental semiconductor） 指仅由一种元素组成的半导体材料。它们都处于族～族的金属与非金属的交界处。元素半导体因由单一元素组成，故在纯度、结构完整性和均匀性方面都优于其他材料，制造工艺和应用都较为成熟。其中应用最广的为硅、锗和硒等。 #15890. 化合物半导体（compound semiconductor） 通常所说的化合物半导体多指晶态无机化合物半导体，它是由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。化合物半导体数量最多，研究出的约有一千多种。其中研究较多的二元化合物半导体是GaAs、GaN、GaP、InP、InSb、InSn、CdS和SiC等。-Ⅴ族二元化合物半导体GaAs、InP和InSb等与Ge、Si相比，它们迁移率高，可作高频、高速器件，禁带宽度大，利于做高温、大功率器件，能带结构是直接跃迁型，因此转换成光的效率高，可作半导体激光器和发光二极管等。GaAs用于微波器件、激光器件和红外光源以及作其他外延材料的衬底；GaN是重要的宽带隙半导体材料，可用于制造兰光发光二极管、兰光发射激光器及紫外光探测器等，并在耐高温的MOSFET器件等方面具有重要的应用价值。GaP主要用于发光二极管；InP用以制造发光二极管和微波体效应二极管；InAs和Insb主要用于霍尔器件；InSn用于制作红外探测器；CdS适宜于制造光电器件；SiC也主要用于发光二极管。在集成电路方面GaAs也日益成熟，其运算速度比硅集成电路要快得多。由两种或两种以上的-Ⅴ族化合物还能形成多元化合物（也称混晶或固溶体半导体）。它们的能带结构和禁宽度随组分而变化，从而为-Ⅴ族化合物半导体材料的应用开辟了更宽广的领域。目前应用较多的是GaAs1-xPx、Ga1-xAlxAs、InxGa1-xAs、In1-xGaxP和Hg1-xCdxTe(0＜x＜1)等。GaAs1-xPx和Ga1-xAlxAs是制作注入发光器件的优良材料；In1-xGaxP和InxGa1-xAs是制作微波振荡器的理想材料。Hg1-xCdxTe可制作各类光电探测器，并适于制造MOS（或MIS）结构型器件，所以Hg1-xCdxTe将是继硅、砷化镓等材料之后的第三代应用最广泛的电子材料。 #15891. 液态半导体（liquid semiconductor） 液态半导体具有液体的流动性，并且有晶体的光学异向性。其分子呈长形或其他规则形状，具有各向异性的物理性质，在一定的温度范围内分子呈规则排列，所以又称“液晶”。液晶是一种有机化合物。液晶物质的分子呈各向异性，具有强的电偶极矩的容易极化的特征，因此，受电场、磁场、热及声能等的刺激时，都能很灵敏地引起光学效应。利用这些效应，可以制成各类传感器。液晶显示器广泛用于电子手表、计算器及仪表等，作为它们的数字显示器件。其特点是功耗微小（一般只需几微瓦）；低压驱动，可直接与大规模集成电路相匹配；液晶器件的结构可以做得很大，图像显示的自由度很高；显示器件发光是靠调制外界光达到的，无刺激感，不致引起视觉疲劳。利用液晶还可制成电磁场传感器，加速度传感器、电压传感器、超声传感器、温度传感器和激光传感器等。液晶激光传感器技术已应用于大屏幕投影显示器上，其他各类传感器性能也日趋成熟和稳定。 #15892. 氧化物半导体（oxide semiconductor） 指具有半导体特性的氧化物。如MnO、Cr2O3、FeO、Fe2O3、CuO、SnO2和ZnO等。大多数氧化物半导体的主要用途是制作热敏电阻，它们的电阻值随温度的变化而显著变化，其电阻的温度系数有正有负或临界温度系数。SnO2、ZnO、Fe2O3等氧化物可用于制造半导体气敏元件，它们对某些可燃性气体、有毒气体非常灵敏，目前已制出探测某些气体（如CO、H2、C3H8和易燃气体等）的气敏检测器、报警器等。近几年发展起来的MgCr2O4-TiO2、ZnO-Li2O-V2O5等多孔结构的金属氧化物，用以制造敏感器。 #15893. 压电半导体（piezoelectric semiconductor） 某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态，这种现象称为压电效应。利用这种效应可以把机械应力量转换成电量。压电半导体是兼有压电性质的半导体材料。CdS、CdSe、ZnO、ZnS、CdTe、ZnTe等-Ⅵ族化合物，GaAs、GaSb、InAs、InSb、AIN等-Ⅴ族化合物都属于压电半导体。它们具有一定的离子性，当施以应变时，正负离子会分开一定的距离，产生电极化，形成电场，发生压电效应。声波在这些压电材料中传播时也会产生压电电场，载流子便会受到该电场的作用。压电半导体兼有半导体和压电两种物理性能，因此，既可用它的压电性能研制压电式力敏传感器，又可利用其半导体性能加工成电子器件，将两者结合起来，就可研制出传感器与电子线路一体化的新型压电传感测试系统。 #15894. 铁电半导体（ferroelectric semiconductor） 当半导体材料的结构不具有对称中心时，它便可能具有压电性，这种半导体称为压电半导体。如果同时其元胞中的正负电荷重心不重合，便可出现自发极化而具有热释电性，如果这种自发极化可在外电场作用下偏转，它便成为铁电体。铁电体的一个重要特征是具有电滞回线，这种具备铁电特性的光导体称为铁电半导体。例如氧化锌是一种重要的压电半导体，但不是铁电半导体，如掺入锂去部分地替代锌，氧化锌的正负电荷的重心将不再重合而出现自发极化甚至铁电性，因而成为铁电半导体。 #15895. 玻璃半导体（glass semiconductor） 是指由无机氧化物（如二氧化硅和氧化硼）和过渡金属离子（如铁、铜、钼、钒和铬等）组成的氧化玻璃半导体和非氧化物（如硫、硒、磷、碲、硅和锗等元素中的某几种元素组成）玻璃半导体。它们是像玻璃一样的，具有无定形结构的半导体材料。在通常状态下，玻璃半导体为高阻绝缘体，并不显示半导体的特性。但在外界条件作用下，如电场、压力、温度或光照超过某一临界值后，可呈现半导体的导电性（即由“关态”转变到“开态”），具有开关效应。而且当外界条件取消后，不再恢复原状，这就是所谓的记忆效应。利用这两种效应，玻璃半导体可用来制造开关和记忆器件。由于制成的器件稳定性较差，且寿命短，多数尚未达到实用阶段。 #15896. 硫系玻璃（chalcogenide） 除氧外含有硫、硒、碲等硫系元素的玻璃称为硫系玻璃。硫系原子最外层有6个原子(s2p4)，可以和本身或其他2个原子形成共价键，因而硫系原子以曲折链连接成玻璃体，其键角可变，结构柔软，软化温度低，硬度小。它是一种非晶态半导体材料，具有独特的电学及光电导性能。可用于制作开关元件及光电记忆元件。 #15897. 聚合物半导体（polymer semiconductor） 聚合物是由单体聚合而成具有链状结构的大分子所构成的材料，聚合物半导体指具有半导体性质的聚合物，电导率在10-8～103(Ωcm)-1范围内。聚合物半导体的禁带宽度与无机半导体的禁带宽度相当，例如，反式聚乙炔的禁带宽度为1.5eV。掺杂和光照可以使聚合物半导体的电导率提高几个量级。取向化了的反式聚乙炔经掺杂后，沿分子链方向的电导率和铜属同一数量级。高电导率的聚合物被称为导电聚合物。聚合物半导体可用来制作发光二极管、场效应管等器件，其制备工艺简单、价格低廉、易成大面结，且便于分子设计，因而受到普遍重视。聚合物半导体发展十分迅速，并已开始步入实用阶段。但由于其稳定性较差，目前应用还受到一定限制。 #15898. 直接带隙半导体（direct band gap semiconductor） 直接带隙半导带中导带极小值和价带极大值相应于相同的波矢K0，这种半导体在本征吸收过程中，产生电子的直接跃迁，跃迁过程中，除能量守恒外，还遵循动量守恒，跃迁前后，波矢K不变。能量大于禁带宽度Eg的光子均能被吸收而形成一个连续吸收带。-Ⅴ族的GaAs、InSb等及-Ⅵ族化合物半导体均属直接带隙半导体。 #15899. 间接带隙半导体（indirect band gap semiconductor） 指Ge、Si和部分-Ⅴ族化合物半导体，价带顶位于K空间原点，而导带底并不在K空间的原点。因此，间接带隙半导体中电子不仅吸收光子还与晶格交换能量，发生非直接跃迁。伴随发射或吸收适当的声子，电子的波矢K可以改变。GaP是间接带隙半导体，其发光也是间接跃迁产生的。但如果将GaP和GaAs混合制成GaAs1-xPx晶体，则可调节x(0＜x＜1)值改变混合晶体的能带结构，CaAs1-xPx可能成为直接带隙半导体。 #15900. 宽带隙半导体（wide-band semiconductor） 室温下，Si的带隙为1.1eV，GaAs的带隙为1.43eV，一般把室温下带隙大于2.0eV的半导体材料归类于宽带隙半导体，宽带隙半导体在蓝、紫光和紫外光电子器件，高频、高温、高功率电子器件及场发射器件方面应用广泛。 #15901. 狭带隙半导体（narrow-band semiconductor） 室温下，Si的带隙为1.12eV，Ge为0.6eV。相对于Si和Ge，一般把室温下带隙小于0.5eV的半导体材料。鍗化物和Hg1-xCdxTe三元合金材料归类于狭带隙半导体，狭带隙半导体在红光和红外光光电子器件方面具有重要应用价值。 #15902. 多晶硅（polycrystal silicon） 由大量取向不同的小的硅单晶体构成的薄膜或体硅材料称为多晶硅。非掺杂的多晶硅具有很高的电阻率，一般为106～107Ωcm。多晶硅中由于大量晶粒间界的存在形成缺陷态，使自由载流子的浓度减少，散射大大增加，迁称率减少，杂质扩散系数增加。 #15903. 氢化非晶硅（amorphous Si:H） 含有大量硅氢键的非晶硅称为氢化非晶硅即a-Si:H或非晶硅氢合金，a-Si:H中含氢量达3%～50%。a-Si:H通常采用辉光放电法或溅射法制备，其电导及光电性质密切依赖于制备条件。a-Si:H中的氢能够补偿非晶硅中大量存在的悬挂键，使其缺陷态密度大大降低，从而导致a-Si:H具有显著的掺杂效应，电导率可改变约10个量级。a-Si:H具有比晶体硅更高的光电导响应，光电导与暗电导比值可达104～105。a-Si:H的光学带隙约1.7eV，对整个太阳光谱的吸收系数大于104cm-1，1μm厚的a-Si:H薄膜可以实现对太阳光谱的完全吸收，因此它成为廉价太阳电池的基础材料。a-Si:H的另一重要用途是用a-Si:H制作的薄膜场效应管作为液晶显示屏的开关矩阵。 #15904. 杂质（impurity） 杂质对半导体的性能起着决定性的影响。这不仅是因为在晶体的制备过程中很难避免杂质的混入，更主要的是为了控制半导体的性能制成有用的器件往往还要人为并且有控制地加入某些杂质。对完全纯净的半导体，一般在室温下只有少量的价带电子热激发到导带而形成电子空穴对，导电能力很弱，这种情况只要向半导体内掺入少量的杂质就能改变。其中一些杂质，离化能很小，在常温下就能电离，向导带提供电子，或接受价带电子导电为主的n型半导体或以空穴导电为主的p型半导体。同时杂质本身成为带正电或负电的离子，这种杂质称为施主杂质或受主杂质。当杂质原子的价电子数和主晶格原子的相关两个以上时，原则上说，在半导体中也可以起施主或受主作用，但常常因为离化能较大，在常温下对半导体的载流子（电子和空穴的总称）浓度影响不大，常被称为深能级杂质。但是许多这样的杂质，即使数量很少，也能在半导体中起到有效复合中心作用，促进非平衡载流子的复合，减小非平衡载流子寿命，从而影响半导体的光电导、光吸收和光发射以及器件的开关参数。 #15905. 双性杂质（amphoteric impurity） 有些杂质在同一半导体中既可起施主作用，又可起受主作用，这种杂质称为双性杂质。杂质的双性行为的起因可以不

　　浙江省宁波市十校2024届高三二模考试语文试题（3月联考）【含答案】.pdf

　　在线学习课堂网课《国际中文教学设计与管理( 广东外语外贸)》单元测试考核答案.docx

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者