非晶态半导体材料

【英】noncrystalline semiconductor materials

解释：非晶态半导体材料是指不具有晶格平移对称性的半导体材料。

非晶态的主要特征:①它是一种非平衡的亚稳态，其自由能高于同质的晶体;②长程无序和短程有序。短程有序是在近邻原子间有着与同质晶体类似的结构，但近邻原子间距及键角等与晶体相比稍有不规则的畸变。在重要的非晶态半导体中，原子都是靠共价键或带有极性的共价键相结合的。非晶态半导体的能带中也存在导带、价带和禁带、但与晶态半导体不同 的是，能带中除了存在扩展态外，还存在由无序引起的带尾定域态。扩展态与定域态交界处称为迁移率边，导带迁移率边和价带迁移率边之间称为迁移率带隙。带隙中存在着由缺陷和无序引起的隙态。非晶态半导体也由电子和空穴导电，但其导电机制较复杂，除了扩展态电子导电外，还有定域态电子通过与非晶格子相互作用的跳跃式导电。由于非晶态半导体中大量缺陷和隙态的存在，其载流子迁移率很低，在室温下电子的迁移率只有5-10cm2/(Vs)。

人们研究最多的为四面体结构和硫系两类非晶半导体。 (l)四面体结构非晶态半导体。其中主要的有现族元素非晶态半导体，如非晶硅和非晶锗(分别表为a-Si和a-Ge)，以及l-V族化合物非晶态半导体，如 a-GaAs，a-Gap，a-Inp，a-Gasb等。这类非晶态 半导体的最近邻原子配位数主要为4。 (2)硫系非晶态半导体。这类非晶半导体中含有很大比例的硫系元素，如S、SeTe等。它们常常是以玻璃态形式出现，例如S、Se、Te、AsZs3、AsZTe3、As:Se3、SbZS3、Sb:Te3、Sbose3及三元系AsZSe3-AsZTe3 和四元系TeZSe3-ASZTe3等都属此类，其范围很广。除此以外，还发现了多种非晶态半导体，其中重要者，如氧化物非晶态半导体GeOZ、BaO、TiOZ、 SnOZ、Ta:O3等，l族和v族元素非晶态半导体，如

a -B、a-As等。在所有非晶态半导体中，氢化非晶硅(a-Si:H)得到最广泛的研究和应用。在a-Si:H 中，由于H的掺人，使其隙态密度大大下降，从而在其中首先实现了N型和P型掺杂，制得了具有整流特性的PN结，并进而开发了a-Si:H太阳能电池和薄膜场效应晶体管等非晶态半导体器件。非晶态半导体已日益得到广泛的应用，如显示、图像传感、静电复印感光膜、光信息存贮片(光盘)及各种传感器等。

制备非晶态半导体的主要方法有两大类:一类是从液态经快淬冷却制得，制备块状硫系非晶半导体多采用这种方法，得到的常是玻璃态;另一类是用真空蒸发、溅射、辉光放电及化学气相沉积(CVD)等方法，可制得薄膜状非晶态半导体，制备a-si，a-Ge及其他四度配位化合物非晶态半导体多采用这类方法。