Основными электрофизическими характеристиками полупроводниковых материалов являются: ширина запрещенной зоны, подвижность, удельное сопротивление, время жизни, температура плавления, энергия ионизации примесей, начало собственной проводимости. В табл. 5-26...5-30 приведены основные характеристики наиболее распространенных полупроводниковых материалов.

Таблица 5-26 Электрофизические параметры чистых германия и кремния

Параметр

Численное значение

Германий

Кремний

Постоянная решетки а, нм

0,565754 ±0,000001 при 298 К

0,543072±0,000001 при 298 К

Плотность , 103 кг/м3

5,3234± 0,0025 при 298 К

2,3283±0,0003 при 298 К

Температурный коэффициент линейного расширения

+0,07 при 40 К

+1,05 при 80 К

+2,20 при 100 К

+5,75 при 300 К

-0,05 при 40 К

-0,77 при 80 К

-0,31 при 100 К

+2,33 при 300 К

Коэффициент упругости

k11

k44

k12

12,88

6,705

4,825

16,56

7,953

6,386

Температура плавления tпл, °С

937,2±0,5

1417±4

Теплота плавления

3290±90

5000±80

Теплота испарения

37190±900

4400±50О

Удельная теплоемкость

25000 при 300 К

11100 при 80 К

4,65 при 300 К

1,24 при 80 К

Теплопроводность

0,7 при 300 К

3,0 при 200 К

5,5 при 50 К

11 при 20 К

10 при 10 К

0,5 при 2 К

1,3 при 300 К

2,5 при 200 К

13 при 50 К

17 при 20 К

12 при 10 К

0,3 при 2 К

Температура Дебая

353 при 80 К

406 при 300 К

539 при 80 К

689 при 300 К

Магнитная проницаемость

Диэлектрическая проницаемость

16,3±0,2 при 290 К

15,3±0,2 при 77 К и 1 МГц

11,7±0,2 при 0-1 МГц

13,7 при 24 000 МГц

Коэффициент преломления n

4,01 при 300 К и l =0,589 мкм

3,42 при 299 К и l=0,589 мкм

Работа выхода

7,52±0,16

7,68±0,16

Ширина запрещенной зоны

1,056 при 295 К

1,26 при 0 К

1,74 при 295 К

1,93 при 0 К

Температурный коэффициент ширины запрещенной зоны

Эффективная масса m* в единицах m0:

а) тяжелые дырки

б) легкие дырки

в) продольная компонента тензора эффективной массы для электронов

г) "поперечная" компонента

0,34

0,043

1,64 ±0,03

0,082 ±0,001

0,52

0,16

0,90±0,02

0,90±0,02

Дрейфовая подвижность, :

а) электронов

б) дырок

Пьезоэлектрические коэффициенты :

П44

П11

П12

n-тип р-тип

—138 +97,5

—2,3 —3,7

—3,2 +3,2

n-тип р-тип

—13,6 +138

— 102 +6,6

+53,5 —11

Таблица 5-27 Основные физические параметры полупроводников простого состава

Вещество (элемент)

Температура плавления, °С

Ширина запрещенной зоны

Подвижность электронов

Подвижность дырок

В

С (графит)

G (алмаз)

Si

Ge

Sn (серое)

Р (желтый)

Р (черный)

Se (кристаллический)

Те

1

2000

4000

-

1420

936

-

44

-

220

452

113,5

2.4

0,16

7,7

1,78

1,15

0,128

3,35

0,53

0,92

0,56

2,08

1

-

1800

1200

3900

2000

-

200

-

1700

25

1

-

1200

500

1900

1000

-

350

5

1200

-

Таблица 5-28 Основные физические параметры полупроводников сложного состава

Вещество (элемент)

Температура плавления, °С

Ширина запрещенной зоны

Подвижность электронов

Подвижность дырок

Ag2Te

InSb

HgTe

Mg2Sn

HgSe

InAs

PbSe

PbTe

PbS

InP

GaAs

IgSb

Mg2Ge

GaSb

MgSi

Mg3Sb2

Ag2S

CdTe

AlSb

SiC

Cu2О

ZnO

955

523

670

778

690

942

1065

917

1114

1050

1280

546

1115

725

1102

1228

842

1045

1060

2700

1232

1,975

0,27

0,29

0,32

0,32

0,48

0,46

0,88

0,96

0,96

2,1

2,2

0,96

1,04

1,12

1,20

1,28

1.6

2.4

2,42

2,4

2,5

5,1

4000

80 000

17 000

300

10 000

30 000

1500

2100

600

3500

4000

60

500

5000

400

20

50

450

50

60

-

200

-

4000

100

250

-

200

1500

800

800

700

400

350

100

1000

70

80

-

100

150

10

100

-

Таблица 5-29 Энергия ионизации примесных центров в германии

Группа периодической системы

Элемент

Донор (Д) или акцептор (А)

I

II

III

V

VII

VIII

Li

Сu

Аu

Zn

В

АI

Ga

In

Tl

Р

As

Sb

Bi

Mn

Fe

Co

Ni

Pf

Д

Д

А

А

А

А

А

А

Д

Д

Д

Д

А

Д

Д

А

Д

А

0,016

-

-

0,84

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0193

0,0203

0,0155

0,192

-

0,56

-

-

0,495

-

0,48

-

-

-

-

0,064

0,40

-

0,25

0,32

0,46

0,166

0,164

0,172

0,178

0,022

-

-

-

-

0,244

-

0,63

0,56

-

0,40

-

0,35

0,064

0,736

Таблица 5-30 Энергия ионизации примесных центров в кремнии

Группа периодической системы

Элемент

Донор (Д) или акцептор (А)

I

II

III

V

Li

Au

Zn

В

Al

Ga

In

P

As

Sb

Д

Д

A

1A

2A

A

A

A

A

Д

Д

Д

0,53

0,86

-

-

-

-

-

-

-

0,063

0,079

0,63

-

-

0,56

0,50

0,88

0,072

0,091

0,104

0,246

-

-

-

Дополнительно по теме