다른 유형의 반도체 재료는 무엇입니까?

반도체는 현대 전자 장치의 필수 구성 요소이며 현대 기술의 기본 구성 요소 중 하나입니다. 반도체 물질로서 적합하기 위해서는, 물질은 전기를 거의 공급하지 않는 절연체와 전기를 매우 쉽게 흐르게하는 전도체 사이에있는 전기 전도성을 가져야한다. 비정질 고체 및 액체로 제조 된 반도체도 존재하지만, 대부분의 반도체 물질은 결정질 무기 고체이다. 일반적인 반도체 물질은 실리콘, 갈륨 비소 및 질화 갈륨을 포함하지만, 다른 것들도 존재한다. 이러한 1 차 재료 이외에도 반도체에는 종종 도펀트로 알려진 소량의 다른 물질이 포함됩니다.

반도체 물질의 전도도는 물질의 전자 에너지 수준을 증가시키는 전기 에너지, 자기장 또는 기타 자극을 받음으로써 증가 될 수 있으며, 이들 중 일부는 저에너지 원자가 대역에서 고 에너지로, 붐비는 전도대. 이를 통해 에너지가 공급 된 전자가 물질을 통해보다 자유롭게 이동하면서 전자 홀이라고하는 원자가 대역에 양으로 하전 된 간격이 생성됩니다. 이것은 전기가 반도체를 통해 흐를 수있게한다. 반도체의 전도도를 조작하여 스위치로 사용할 수 있습니다. 반도체는 들어오는 광자에 의해 적절하게 에너지가 공급 될 때 전류 흐름을 생성 할 수 있기 때문에 태양 광 발전 및 광 감지 센서에도 사용됩니다.

가장 일반적으로 사용되는 반도체 재료는 실리콘, 주기율표에서 14 번째 원소, 지각에서 가장 일반적인 원소 중 하나입니다. 대부분의 실리콘 반도체는 원자가 배열 된 규칙적인 결정 구조를 갖지만, 비결정질 또는 비정질 실리콘도 사용될 수있다. 비정질 실리콘 반도체는 결정질 실리콘에 비해 성능이 떨어지지 만, 비정질 실리콘은 훨씬 더 얇은 층에 증착 될 수 있으며, 이는 재료 비용을 감소시킬 수있다.

다음으로 가장 일반적인 반도체 재료는 화합물 갈륨 비소 (GaAs)입니다. 갈륨 비소는 더 빠른 스위칭 및 더 큰 열 저항과 같은 여러 측면에서 실리콘보다 우수합니다. 그러나 비용이 많이 들고 처리하기가 더 어려우므로 일반적으로 실리콘이 부적절한 응용 분야에만 사용됩니다. 또한 더 높은 전력 소비로 어려움을 겪습니다. 갈륨 비소는 일반적으로 고속 전자 및 고효율 광전지와 같은 목적으로 사용됩니다.

반도체에 사용되는 또 다른 갈륨 화합물은 질화 갈륨 (GaN)으로, 매우 높은 온도와 전압에서 작동 할 수 있으므로 마이크로파 관련 응용 분야에 종종 사용됩니다. 질화 갈륨은 일부 군사 레이더뿐만 아니라 발광 다이오드 (LED) 및 고주파 레이저 다이오드에도 사용됩니다. 또한 다른 인듐 질화물 (InN)과 결합하여 인듐 갈륨 질화물이라는 혼합물을 생성 할 수 있습니다. 인듐 갈륨 질화물은 LED에 일반적으로 사용되며 태양 전지에 매우 효율적인 재료 일 수 있습니다.

반도체는 종종 기능에 따라 전도성을 변경하기 위해 소량의 도펀트를 포함합니다. 실리콘에서 일반적인 도펀트는 붕소, 인 및 비소 원소를 포함한다. 망간과 같은 금속으로 도핑 된 갈륨 비소 및 질화 갈륨은 반도체 및 강자성 특성을 모두 갖는다.