半导体材料特性介绍

半导体材料具有一些与我们已知的导体、绝缘体完全不同的电学、化学和物理特性，正是由于这些特点，使得半导体器件和电路具有独特的功能。在接下来的半导体材料的特性这一期中，我们将对这些性质进行深入的探讨，并将它们与原子的基础、固体的电分类以及什么是本征和掺杂半导体等一系列关键性的问题共同做一个介绍。

半导体器件的制造需要添加各种层，这些层在半导体器件当值具有特定的属性。由于这些材料有特定属性，所以必须通过精心选择和控制相应的物理和化学过程，以便与将它们合理的添加到晶圆上去。本期将讨论并说明气体、酸、碱和溶剂等的基本性质。一些特种化学品将在后续进行深入的介绍。

半导体材料与金属和介电材料不同的一个非常独特的特性是，半导体材料可以通过掺杂添加特定的元素来改变和控制其电性能，使之导电性能可以灵活的在导体和绝缘体之间灵活变换。这些性质和结果也将在本期当中着重的加以描述。虽然硅是最常用的半导体材料，但也有其他材料因其特殊性质而被使用。本期将确定并讨论其中最为常见的几种。

玻尔原子

对半导体材料的理解需要对基本的原子结构有一个充分的了解。原子是物质宇宙的基石。宇宙万物(据我们目前的科研成果所知)，是由96种稳定的材料和12种不稳定的材料组成的，这些最基本的材料被被称为元素。每种元素都有不同的原子结构。不同的结构决定了每一种物质不同的物理和化学性质元素。例如，金的独特性质是由于它的原子结构。如果一个一块金子被分成越来越小的块，最后到达一块能将金与其他元素区分开来的最小的部分。这就是原子的黄金。然而，它需要金原子的集合才能产生独特而又非常明显的性质。再把原子分开，就会得到组成单个原子的三个部分粒子。它们被称为亚原子粒子。它们是质子，中子，还有电子。每一种亚原子粒子都有自己的特性。金这种材料，需要一些亚原子粒子以一个特定的组合才能构成金原子。原子的基本结构最常用于理解物理、化学、电学差异，这个模型最初是由著名物理学家尼尔斯·玻尔提出的。

玻尔原子模型有带正电的质子和中性的中子，它们都位于原子核内，还有一起位于原子核内的带负电荷的电子，它们围绕原子核在确定的轨道上运动，类似于行星围绕太阳的运动。带正电的质子和带负电的电子之间有一种吸引力。这种力被在轨道上运动的电子向外的离心力抵消了。最终的结果是一个结构稳定的原子结构。每个轨道都有电子的最大位置数。但是并，不是所有的位置都被填满了，在结构中有些没填满的位置就留下了一个洞。当一个特定的电子轨道被填满后，额外的电子必须进入下一个外层轨道。

关于原子结构如何导致了半导体材料的奇异属性，我们下节继续!

审核编辑：汤梓红