文 献 综 述

1．引言

半导体材料是最重要最有影响的功能材料之一，它在微电子领域具有独一无二的地位，同时又是光电子领域的主要材料[1]。其发展大致经历了以下几个阶段:上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代; 超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从”杂质工程”发展到”能带工程”,使人类跨入到量子效应和低维结构特性的新一代半导体器件和电路时代[2]。

现阶段，国际上已经发展并且最有前途的半导体材料主要包括[3]：硅(Si）、锗(Ge)（第一代半导体材料）、III-V族化合物（GaAs, InP等，第二代半导体材料），II-VI族化合物等单晶（CdSe等），IV-IV 族化合物（SiC 等，第三代宽带隙半导体）单晶、微晶、纳米晶和非晶半导体。

2．半导体材料掺杂

2.1半导体掺杂原因

完全纯净、具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体[4]，在绝对零度温度下，本征半导体的价带是满带，受到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会获得足够的能量，越过禁带进入能量较高的空带，并在价带中形成带正电的空位(空穴)，上述产生的电子和空穴均能自由移动，成为载流子。但是常温下本征半导体中载流子浓度很低，电导率较小，载流子浓度对温度变化敏感，所以很难对半导体特性进行控制，因此实际应用不多。

为改变半导体材料的载流子浓度和导电类型，我们将一定数量和一定种类的杂质掺入其中，以硅晶体为例，掺入的杂质主要有Ⅲ、Ⅴ族的硼、磷、砷、锑等，这些杂质在晶体中一般能替代硅原子，占据晶格位置，并能在适当温度下电离形成自由电子或空穴，控制和改变晶体的导电能力，上述过程就称为掺杂。根据所掺杂质不同，又可以形成P型半导体和N型半导体。

2.2掺杂方法介绍

半导体掺杂的两种主要方式包括高温扩散和离子注入。