半导体可以分为两种类型:单晶体和多晶体。单晶体半导体晶体结构非常完整,没有晶界缺陷,具有良好的电学特性,可以制成高性能器件。但是,单晶半导体制造成本极高。相比之下,多晶体半导体制造成本低,但是其结构不完整,电学特性较差,使用寿命较短。
因此,在选择半导体时,需要根据实际使用需求和成本预算来选择合适的类型。
半导体掺杂是决定其电学性质的关键因素。通过添加外部杂质原子,可以改变半导体的电子浓度和电子迁移速度,进而影响其导电性能。
掺杂种类和浓度的选择会直接影响到半导体器件的性能。比较常见的掺杂原子包括磷、硼、锗等,其浓度范围一般为$10^{14}\sim10^{21}$。
半导体的材料特性是选择时必须考虑的因素之一。最常用的半导体材料是硅和锗。
相对于锗,硅材料具有更广的应用范围、更高的稳定性、更低的污染度和更好的加工性能。硅还可以与其他元素掺杂,制成p、n型半导体,实现各种电路的功能。
此外,半导体的导电特性、尺寸、厚度、晶格匹配等材料特性也与最终的应用有着密切的关系。
不同的器件制作工艺也会对半导体的性能产生影响。制作工艺主要包括掺杂、沉积、光刻、蚀刻、铝化和烘烤等步骤。
制造工艺的优化可以提高器件的性能,包括导通电阻、漏电流、反向漏电流、迁移率、电容等。
同时,制备工艺决定了器件的基本尺寸和制造精度,直接影响到半导体器件的相对优势和应用领域。