Алмазоподібні напівпровідники

Саратовский державний технічний университет.

Кафедра Електронного машиностроения.

КУРСОВА РАБОТА.

На тему:

АЛМАЗОПОДОБНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ.

Одержання, властивості, області применения.

Виконав :

студент II курсу гр.

ЭПУ-21.

Горєв Александр

Проверил:

Доцент Котіна Н.М.

Саратов. 2003 г.

РЕФЕРАТ.

Ключові слова:

Полупроводник, неорганічний напівпровідник, органічний напівпровідник, кристалічний напівпровідник, аморфний напівпровідник, магнітний і немагнитный напівпровідники, твердий розчин, алмазоподобный напівпровідник, кристалічна структура, донорно-акцепторная зв’язок, электронно-дырочный перехід, инжекционная электролюминесценция, инжекционный лазер.

МЕТА РАБОТЫ:

Изучить отримання, фізичні і хімічні властивості, області застосування, будову та класифікацію напівпровідникових матеріалів і алмазоподібних полупроводников.

1. Реферат 2. Мета роботи 3. Зміст 4. Запровадження 5. Більшість а) Классификация напівпровідникових матеріалів б) Полупроводниковые сполуки типу АIII У V в) Физико-химические і електричні властивості г) Применение напівпровідникових сполук типу АIII ВV д) Строение та хімічна зв’язок напівпровідникових сполук типу АII ВVI е) Применение напівпровідникових сполук типу АII ВVI ж) Твердые розчини з урахуванням сполук АIII ВV 6. Укладання 7. Список використаної литературы.

Винахід радіо великим російським ученим О. С. Поповим відкрило нову еру у розвитку науку й техніки. Щоб якось забезпечити розвиток радіоелектроніки, знадобилося дуже багато радіодеталей і радіокомпонентів. У повоєнний десятиліття резисторы, конденсатори, індуктивні котушки, електронні лампи і напівпровідникові прилади стали виготовлятись в мільйонних і мільярдних кількостях. Встановлена з різнорідних деталей електронна апаратура у часто була громіздкою, важку й не досить надёжной. Так, середній телевізор містив близько тисячі радіодеталей і електронних приладів, займаючи обсяг близько 20 литров.

Нині, із сучасних методів оброблення і отримання матеріалів, вдається на підкладці один квадратний сантиметр розмістити до 600 000 функціональних елементів, але це теоретично ще не предел.

Класифікація напівпровідникових материалов.

Напівпровідники є дуже численний клас матеріалів. Сюди входять сотні найрізноманітніших речовин — як елементів, і хімічних сполук. Напівпровідниковими властивостями можуть мати як неорганічні, і органічні речовини, кристалічні і аморфні, тверді і рідкі, немагнитные і магнітні. Попри істотні розбіжності у структурі і хімічний склад, матеріали цього класу ріднить одна чудова рисаздатність сильно змінювати свої електричні властивості під впливом невеликих зовнішніх енергетичних впливів. Один із можливих схем класифікації напівпровідникових матеріалів приведено на рис. 1.

[pic]Рис. 1 Класифікація напівпровідникових матеріалів за складом і свойствам.

Полупроводниковыми властивостями мають і пояснюються деякі модифікації олова і вуглецю. Останній існують двох аллотропных формах — алмаз і графіт. Графіт по електричним властивостями близький до провідників (?Еге 1,7эВ) з великим квантовими виходом межзонной излучательной рекомбінації. Такі матеріали використовують із створення ефективних электролюминесцентных джерел червоного випромінювання (світлодіодів і лазерів). Тверді розчини GaхIn1-хP з х=0,5−0,7 мають ефективної люмінесценцією в жовто-зеленої області спектра.

Одержання однорідних твердих розчинів заданого складу представляє дуже важку технологічну завдання. Звичайними методами кристалізації з розплаву у разі вдається отримувати однорідні полікристалічні зливки. Монокристаллические верстви твердих розчинів, які у приладових структурах, в облогу беруть виключно методами эпитаксии. Эпитаксию твердих розчинів GaAs1-уPу здійснюють на подложках GaAs чи GaP з допомогою хімічних реакцій, що відбуваються у газовій фазі. У той водночас найдосконаліші эпитаксиальные верстви AlхGa1-хAs, AlхGa1-хSb, GaхIn1-хAs, GaхIn1-хP отримують методом жидкофазовой эпитаксии з використанням галію чи індію як растворителя.

Тверді розчини відкривають широкі можливість створення гетеропереходов і приладів з їхньої основі. Під гетеропереходом розуміють контакт двох напівпровідників з різноманітною шириною забороненої зони. Для отримання гетеропереходов зі властивостями ідеального контакту необхідно виконати ряд умов сумісності матеріалів по механічним, кристаллохимическим і термічним властивостями. Вирішальним критерієм під час виборів матеріалів контактної пари є відповідність періодів їх кристалічних решіток і температурних коефіцієнтів лінійного розширення. Якщо компоненти гетерпары мають взаємної розчинність в усьому інтервалі концентрацій, то з’являється можливість створювати гетеропереходи між хімічним з'єднанням АС і твердим розчином АхВ1-хС його основі. Ця обставина дозволяє плавно змінювати властивості матеріалів на контактної кордоні, це важливо під час виготовлення низки приладів оптоелектроніки і - джерел постачання та приймачів випромінювання. Серед напівпровідників типу АIIIВVнаилучшими парами матеріалів до створення ідеальних гетеропереходов є системи GaAs-AlхGa1-хAs і GaSb-AlхGa1-хSb. Переваги зазначених гетеропар полягають у тому, що період грати твердих розчинів AlхGa1-хAs і AlхGa1-х Sb слабко залежить від складу і близький на період грати бінарного сполуки (власне GaAs і GaSb).

Додаткові ступеня свободи для варіювання параметрами сопрягаемых напівпровідникових матеріалів і при отриманні ідеальних гетеропереходов виникають під час використання четырехкомпонентных твердих розчинів типу АхВ1-хСуД1-у. Серед цієї групи матеріалів найбільш цікавими і вивченими є тверді розчини GaхIn1-хAs1-уPу, в яких має місце заміщення по обом подрешеткам за збереження загальної стехиометрии, т. е. рівність сумарних кількостей атомів металу і металлоида. Як вихідних компонентів такого твердого розчину можна розглядати чотири бінарних сполуки: GaP, InP, GaAs і InAs. Особливий цікаві тверді розчини GaхIn 1-хAs1-уPу з изопериодическим заміщенням стосовно InP. Залежно від складу їх заборонена зона може змінюватися не більше від 0,75 до 1,35 эВ.

Инжекционные лазери з урахуванням гетерпары InPGa In As P переспективны до застосування в волоконно-оптичних лініях зв’язку, оскільки спектральний діапазон їх випромінювання відповідає мінімальним оптичним втрат кварцевого волокна.

Заключение

.

Отже, бачимо, що сьогодні напівпровідники знайшли собі ряд найважливіших застосувань І що область їх практичного застосування безупинно і швидко розширюється. Фізика твердого тіла, особливо фізика напівпровідників, надала у останнім часом помітне впливом геть електроніку, і, очевидно, протягом найближчих років напівпровідникові прилади посідатимуть провідне становище у цій галузі. Багато устрою, швидше за все, буде замінено новими, де використані прилади з високоякісних монокристалів тієї чи іншої полупроводника.

Використовувана литература.

1. Пасинків В.В., Сорокін В.С. Матеріали електронної техніки.- М.: Вищу школу, 1986.

2. Пасинків В.В. Матеріали електронної техніки.- М.: Вищу школу, 1980.

3. Ортмонд Б. Ф. Введення у фізичну хімію і кристаллохимию полупроводников./Под ред. В. М. Глазова.- М.: Вищу школу, 1982.

4.Бонч-Бруевич В.Л., Калашніков З. Р. Фізика напівпровідників.- М.: Наука, 1977.

5. Горелік С.С., Дашевский М. Я. Матеріалознавство напівпровідників і металознавство.- М. Металургія, 1973.

6. Довідник по електротехнічним матеріалам. /Під ред.Ю. У. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М. Тареева. — М.: Энергия, 1974.

7. Электрорадиоматериалы. /Під ред. Б. М. Тареева.- М.: Вища школа, 1978.