(5) VA族和VIA族元素组成的VA-VIA族 化 合 物 半 导 体 ， 如 AsSe3 ， AsTe3 ， AsS3 ， SbS3等。
2．多元化合物半导体 (1) IB-IIIA -(VIA)2组成的多元化合物半
导体，如AgGeTe2等。 (2) IB-VA-(VIA)2组成的多元化合物半
导体，如AgAsSe2等。 (3) (IB)2-IIB-IVA-(VIA)4组成的多元化
20世纪70年代以来，电子技术以前所未有 的速度突飞猛进，尤其是微电子技术的兴起， 使人类从工业社会进人信息社会。微电子技术 是电子器件与设备微型化的技术，一般是指半 导体技术和集成电路技术。它集中反映出现代 电子技术的发展特点，从而出现了大规模集成 电路和超大规模集成电路。这样就促使对半导 体材料提出了愈来愈高的要求，使半导体材料 的主攻目标更明显地朝着高纯度、高均匀性、 高完整性、大尺寸方向发展。
锗不溶于盐酸或稀硫酸，但能溶于热 的浓硫酸、浓硝酸、王水及HF-HNO3混合酸 中。
硅不溶于盐酸、硫酸、硝酸及王水， 易被HF-HNO3混合酸所溶解，因而半导体工 业中常用此混合酸作为硅的腐蚀液。硅比锗易 与碱起反应。硅与金属作用能生成多种硅化物， 这些硅化物具有导电性良好、耐高温、抗电迁 移等特性，可以用于制备大规模和超大规模集 成电路内部的引线、电阻等。
VIIA族的金属与非金属的交界处，如Ge，Si， Se，Te等。 6.1.2 化合物半导体 1．二元化合物半导体
(1) IIIA族和VA族元素组成的IIIA-VA族化 合物半导体。即Al，Ga，In和P，As，Sb组成 的9种IIIA-VA族化合物半导体，如AlP，AlAs， Alsb ， GaP ， GaAs ， GaSb ， InP ， InAs ， InSb等。
6.2.2 硅和锗晶体的制备
生长锗、硅单晶的方法很多，目前锗主 要用直拉法，硅除了直拉法之外还用悬浮区 熔法。直拉法又称(Czochralski)法，简称CZ 法。它是生长元素和IIIA-VA族化合物半导 体单晶的主要方法。该法是在盛有熔硅或锗 的坩埚内，引入籽晶作为非均匀晶核，然后 控制温度场，将籽晶旋转并缓慢向上提拉， 晶体便在籽晶下按籽晶的方向长大。
锗和硅都具有金刚石结构，化学键为共价键。锗和硅的 导带底和价带顶在k空间处于不同的k值，为间接带隙半导体， 见图6-1。
图6-1 锗硅的能带电子迁移率为3800 cm2 ／V·s，硅为1800 cm2／V·s。
杂质对锗、硅电学性质的影响与杂质能 级在禁带中的位置密切相关。在锗、硅中的 杂质可分为两类，一类是IIIA族或VA族元素， 它们在锗、硅中只有一个能级，且电离能小， 一个杂质原子只起一个受主或施主作用， IIIA 族 杂 质 起 受 主 作 用 使 材 料 呈 p 型 导 电 ， VA族杂质起施主作用，使材料呈n型导电。 另一类是除IIIA、VA族以外的杂质。
6.1.4 非晶态半导体
原子排列短程有序、长程无序的半导体 称为非晶态半导体，主要有非晶Si、非晶Ge、 非 晶 Te 、 非 晶 Se 等 元 素 半 导 体 及 GeTe ， As2Te3，Se2As3等非晶化合物半导体。
6.1.5 有机半导体
有机半导体分为有机分子晶体、有机 分子络合物和高分子聚合物，一般指具有 半导体性质的碳-碳双键有机化合物，电导 率为10-10~102Ω·cm。一些有机半导体具有 良好的性能，如聚乙烯咔唑衍生物有良好 的光电导特性，光照后电导率可改变两个 数量级。C60也属有机半导体。
此外，利用多种化学气相沉积技术， 可制造一系列薄膜晶体，其中分子束外延 技术可以人为地改变晶体结构，异质结、 超晶格、量子阱的出现，改变了人们设计 电子器件的思想，半导体材料的发展，有 着光明的前景。
6.1 半导体材料分类
6.1.1 元素半导体 元 素 半 导 体 大 约 有 十 几 种 处 于 IIIA 族 -
合物半导体，如Cu2CdSnTe4等。
6.1.3 固溶体半导体
固溶体是由二个或多个晶格结构类似的 元素化合物相互溶合而成。又有二元系和三 元系之分，如IVA-IVA组成的Ge-Si固溶体； VA-VA组成的Bi-Sb固溶体。
由三种组元互溶的固溶体有：(IIIA-VA)(IIIA-VA) 组 成 的 三 元 化 合 物 固 溶 体 ， 如 GaAs-GaP组成的镓砷磷(GaAs1-xPx)固溶体和 (IIB-VIA)-(IIB-VIA) 组 成 的 ， 如 HgTe-CdTe 两个二元化合物组成的连续固溶体碲镉汞 (Hg1-xCdxTe)等。
6.2 硅和锗半导体材料
6.2.1 硅和锗的性质
硅和锗都是具有灰色金属光泽的固体， 硬而脆。两者相比，锗的金属性更显著。锗 的室温本征电阻率约为50Ω·cm，而硅的约为 2.3×105Ω·cm，硅在切割时易碎裂。
硅和锗在常温下化学性质是稳定的，但 升高温度时，很容易同氧、氯等多种物质发 生化学反应，所以在自然界没有游离状态的 硅和锗存在。
由直拉法生长的单晶，由于坩埚与材 料反应和电阻加热炉气氛的污染，杂质含 量较大，生长高纯单晶困难。工业上将区 域提纯与晶体生长结合起来，可制取高纯 单晶，这就是区熔法。在高纯石墨舟前端 放上籽晶，后面放上原料锭。建立熔区， 将原料锭与籽晶一端熔合后，移动熔区， 单晶便在舟内生长。
(2) IIB族和VIA族元家组成的IIB-VIA族 化合物半导体，即Zn，Cd，Hg与S，Se，Te 成的12种IIB-VIA族化合物半导体，如CdS， CdTe，CdSe等。
(3) IVA族元素之间组成的IVA-IVA族化 合物半导体，如SiC等。
(4) IVA和VIA族元素组成的IVA-VIA族 化合物半导体，如GeS，GeSe，SnTe，PbS， PbTe等共9种。
功能材料
Function Materials
主讲： 孙彦彬 副教授
第六章 半导体材料
半导体材料的发展与器件紧密相关。可 以说，电子工业的发展和半导体器件对材料 的需求是促进半导体材料研究和开拓的强大 动力；而材料质量的提高和新型半导体材料 的出现，又优化了半导体器件性能，产生新 的器件，两者相互影响，相互促进。