专题应用：半导体材料 (2)课件

半导体材料的发展历程及应用领域让我们来看两组半导体的图片苹果4代苹果笔记本西班牙夜景石油馆激光笔半导体材料的发展历程及应用领域 半导体材料是半导体工业的基础，是信息技术和产业发展的“粮食”。半导体材料应用已经成为衡量一个国家经济发展科技进步和国防实力的重要标志。半导体材料什么是半导体材料？发展历程应用领域123半导体材料电阻率在10-7~10-3Ω.cm,介于金属与绝缘体之间的材料。元素半导体（硅）特点： 储量丰富，价格低廉，热性能和机械性能优良，易伸长成大尺寸高纯度的晶体。应用：

95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路是用硅材料制作的，并且它是电子信息产品最主要的基础材料，在21世纪，可以预见它的主导和核心地位仍不会动摇，但是其物理性质限制了其在光电子和高功率器件上的应用。单元素半导体激光器元素半导体化合物半导体化合物半导体

砷化镓，磷化铟，氨化镓等为代表，包括许多其它III-V族化合物半导体，其中以砷化镓技术较为成熟，应用也较为广泛。

化合物半导体优点(与硅相比）：1.电子迁移率高，同等条件下，能更快的传导电流，用它可以制备工作频率高达100GHz的微波器件，在卫星数据传输，通信，军用电子等方面具有关键作用;2.具有光电特性，其光发射效率高，不仅可以做发光二极管，光探测器，还能制备半导体激光器，广泛应用于通信，光计算计和空间技术。总的来说： 硅（元素半导体）本身有许多难以再改善的电子特性已经无法再充分满足人们的需求，化合物半导体逐渐受到青睐，其中砷化镓凭借着高频率，高电子迁移率，低噪音，输出功率高，耗能少，效益高以及线性度良好，不易失真等优越的特性，脱颖而出，开发前景令人鼓舞。

基于半导体发光二极管（LED）的半导体光源具有体积小，发热量低，耗电量小，寿命长，无污染，易开发成轻薄短小产品等优点，具有重大的经济技术价值和市场前景。一.半导体照明技术的迅猛发展当前化合物半导体产业发展的主要体现

LED照明灯在提倡绿色环保、节能减排的产业发展思路下，LED照明将成为行业的发展主流。继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光源——半导体照明灯，它极为安全，身体接触无任向危险、也可用水清洗等、非常节能，由于光谱中没有紫外线和红外线、故没有很高的热量、属于新型绿色照明光源，使用寿命长。半导体照明装饰天花板路灯采LED与电源模块分离式设计易于往后维修保固。最佳化散热管理技术，有效将灯具光衰现象降至最低。灯具防尘防水保护等级IP66。

半导体交通信号灯日常生活中的消费品？？？电视手机音箱冰箱…它们又应用到了半导体材料的哪些方面呢？数字电视机选择数字电视便是选择了一种高品质，新时代的生活方式。

全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比例越来越高，音视频装置日益无线化，这类产品的市场为化合物半导体的应用带来了庞大的新市场。消费类当前化合物半导体产业发展的主要体现三.移动通信技术正在不断朝有利于化合物半导体产品的方向发展

目前，二代半技术成为移动通信技术的主流，同时正在逐渐向第三代（3G）过渡.二代半3G由于二代半技术对功放的效率和散热有更高的要求，而3G技术要求更高的工作频率，更宽的带宽和高线性，这对砷化镓技术的发展是有利的。当前化合物半导体产业发展的主要体现四.军用光电子

由于半导体激光结构简单，易于调制等优点，广泛应用于军事领域。如激光测距，激光瞄准告警，激光雷达，激光通信等，而在制作光纤传感器，液晶光阀和激光二极管原子钟等方面也有广泛的军事应用前景。太阳能电池的基本机理是什么？太阳能电池以n型硅半导体作基体，再用掺杂的方法在其表面制作一层薄的p型半导体就构成一个硅太阳能电池,它实际上是一个大面积的p-n结，如图14-1所示。

p型硅的外层表面做得很大，为的是达到最大限度接受太阳的辐照面积。当入射光子的能量大于禁带宽度时在p型硅中产生电子空穴时，由于扩散作用,p区光生电子进入n区边缘积累。p型硅的厚度做得很薄，是为了使得光子所激发的电子在与空穴碰撞而复合前就能够穿过p-n结。随着电子从p型区流经p-n结而到达n型区，使p区相对n型区有一电势差，电势由p型向n型方向减小。这样p型区的电极成为电池的正极；

n型区的电极成为负极，p