半導体の分類と性能

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半導体の分類と性能

(1) 素子半導体。 元素半導体とは単一元素から構成される半導体のことを指し、その中でもシリコンとスズについては比較的早く研究が行われています。 同一元素から構成される半導体特性を有する固体材料であり、微量不純物や外部条件の影響により変化しやすい。 現在のところ、シリコンとゲルマニウムだけが優れた特性を持ち、広く使用されています。 セレンは電子照明および光電分野で使用されます。 シリコンは半導体産業で広く使用されており、主に二酸化ケイ素の影響を受けます。 デバイス製造時にマスクを形成し、半導体デバイスの安定性を向上させ、自動工業生産を容易にすることができます。

（２）無機複合半導体。 無機化合物は主に単一元素から構成される半導体材料ですが、もちろん多くの元素も存在します。 主な半導体特性は、I 族と V、VI、VII 族です。 グループ II および IV、V、VI、VII; グループIIIおよびV、VI。 グループIVおよびIV、VI。 V と VI; VIとVIの組み合わせ化合物ですが、元素の特性や製造方法の影響を受け、半導体材料の要件を満たすことができる化合物はありません。 これらの半導体は主に高速デバイスに使用され、InPトランジスタは他の材料よりも高速で、主に光電集積回路や核放射線対策デバイスに使用されます。高導電性材料としては、主にLEDなどに使用されます。

（３）有機化合物半導体。 有機化合物とは、分子内に炭素結合を含む化合物を指します。 有機化合物は炭素結合に対して垂直であり、重ね合わせることによって伝導帯を形成することができます。 化学添加によりエネルギーバンドに入ることができるため、導電性が生じ、有機化合物半導体が形成されます。 以前の半導体と比較して、この半導体は低コスト、良好な溶解性、および光加工が容易であるという利点を持っています。 分子を制御することで導電性を制御することができます。 主に有機フィルムや有機照明などに使用されており、幅広い用途に使用されています。

（４）アモルファス半導体。 アモルファス半導体、ガラス半導体とも呼ばれ、半導体材料の一種に属します。 他のアモルファス材料と同様に、アモルファス半導体は短距離では秩序があり、長距離では無秩序です。 それは主に、原子の相対的な位置を変更し、元の周期的配置を変更し、アモルファスシリコンを形成することによって行われます。 結晶状態と非晶質状態の違いは、主に原子配列に長いプログラムがあるかどうかによって異なります。 アモルファス半導体の性能を制御することは困難です。 技術の発明により、アモルファス半導体が使われるようになりました。 この製造プロセスは単純で、主に工学分野で使用され、光吸収に優れた効果があり、主に太陽電池やLCDに使用されます。

(5) 真性半導体：不純物や格子欠陥のない半導体を真性半導体といいます。 非常に低い温度では、半導体の価電子帯はいっぱいになります。 熱によって励起された後、価電子帯の一部の電子は禁制帯を越え、高エネルギーで空のバンドに入ります。 空のバンドに電子がある場合、それらは伝導帯になります。 価電子帯に電子が 1 つも存在しない場合、それらは正孔を​​形成し、これを正孔と呼びます。 ホール伝導は実際の運動ではなく、等価です。 電子が電気を伝導すると、等しい電気量の正孔が外部電場の作用下で逆方向に移動し[5]、方向運動を生成して巨視的な電流を形成します。これらはそれぞれ電子伝導と正孔伝導と呼ばれます。 この種のハイブリッド導電性は、固有導電性と呼ばれます。 伝導帯の電子が正孔に落ち、電子正孔対が消滅することを再結合といいます。 再結合時に放出されるエネルギーは、格子の電磁放射（発光）または熱振動エネルギー（加熱）になります。 特定の温度では、電子正孔対の生成と再結合が同時に存在し、動的平衡に達します。 このとき、半導体は一定のキャリア密度を持っているため、一定の抵抗率を持ちます。 温度が上昇すると、より多くの電子正孔対が生成され、キャリア密度が増加し、抵抗率が減少します。 格子欠陥のない純粋な半導体は抵抗率が高く、実用化はほとんどありません。