А. И. Шокин.

Рис. 4. Большая интегральная микросхема для электронных часов. В кристалле кремния с активной площадью около 3 мм ² создано 1438 n- и р-канальных полевых транзисторов, образующих посредством двухслойной системы связей микро-ЭВМ, которая ведёт отсчёт текущего времени суток (секунд, минут, часов), дней недели, дат; расходуемая мощность не более 10 мквт .

 Рис. 1. Универсальная ионнолучевая установка «Везувий-1» (СССР) с энергией ионов до 200 кэв , позволяющая осуществлять ионное легирование полупроводниковых материалов практически любыми примесями: 1 — пульт управления; 2 — источник и ускоритель ионов; 3 — магнитный сепаратор ионов; 4 — камера легирования.

Рис. 3. Участок цеха, в котором производится чистая сборка полупроводниковых приборов.

Рис. 2. Структура мощного СВЧ кремниевого транзистора, позволяющего получить мощность 5 вт на частоте 2 Ггц (фотография; увеличено). Транзистор содержит 234 эмиттера с размерами 1,5´30 мкм и 18 стабилизирующих резисторов; 18 алюминиевых проволочек соединяют кристалл прибора с выводами.

Полупроводнико'вые материа'лы , полупроводники , применяемые для изготовления электронных приборов и устройств. В полупроводниковой электронике используют главным образом кристаллические П. м. Большинство из них имеет кристаллическую структуру с тетраэдрической координацией атомов, характерной для структуры алмаза .

  Значительную роль в развитии полупроводниковой техники сыграл селен : селеновые выпрямители долгое время оставались основными полупроводниковыми приборами, получившими массовое применение.

  В начале 70-х гг. 20 в. наиболее распространённые П. м. — кремний и германий . Обычно их изготовляют в виде массивных монокристаллов , легированных различными примесями. Легированные монокристаллы Si с удельным сопротивлением 10^-3 —10⁴ ом ×см получают преимущественно методом вытягивания из расплава (по Чохральскому), а легированные монокристаллы Ge с удельным сопротивлением 0,1—45 ом ×см получают, кроме того, зонной плавкой . Как правило, примесные атомы V группы периодической системы (Р, As и Sb) сообщают кремнию и германию электронную проводимость, а примесные атомы III группы (В, Al, Ga, In) — дырочную. Si и Ge обычно используют для изготовления полупроводниковых диодов , транзисторов , интегральных микросхем и т.д.

  Большую группу П. м. составляют химические соединения типа A^III B^V (элементов III группы с элементами V группы) — арсениды, фосфиды, антимониды, нитриды (GaAs, InAs, GaP, lnP, InSb, AlN, BN и др.). Их получают различными методами изготовления монокристаллов как из жидкой, так и из газовой фазы. Синтез и выращивание монокристаллов обычно производят в замкнутых сосудах из высокотемпературных химически инертных материалов, обладающих высокой прочностью, поскольку давление насыщенного пара над расплавом таких элементов, как Р и As, сравнительно велико. Примеси элементов II группы придают этим П. м., как правило, дырочную проводимость, а элементов IV группы — электронную. П. м. этой группы используют в основном в полупроводниковых лазерах , светоизлучающих диодах , Ганна диодах , фотоэлектронных умножителях , в качестве плёночных детекторов излучения в рентгеновской, видимой и инфракрасной областях спектра электромагнитных волн.

  П. м. типа Aⁱⁱ B^vi из которых наиболее широко применяют соединения ZnO, ZnS, CdS, CdSe, ZnSe, HgSe, CdTe, ZnTe, HgTe, получают преимущественно с помощью химических реакций в газовой фазе или сплавлением компонентов. Удельное сопротивление и тип проводимости этих П. м. определяются не столько легирующими примесями, сколько характерными для них структурными дефектами, связанными с отклонением их состава от стехиометрического (см. Стехиометрия ). Использование П. м. этого типа связано главным образом с их оптическими свойствами и фоточувствительностью. Поэтому их применяют в фоторезисторах , фотоэлементах , электроннолучевых приборах и приборах ночного видения, модуляторах оптического излучения (см. Модуляция света ) и т.д.

  К П. м. относят также некоторые аморфные стеклообразные халькогенидные системы, например сплавы Р, As, Sb, Bi с Ge, S, Se, Te, и оксидные системы, например V₂ O₅ — P₂ O₅ — R_x O_y , где R — металлы I — IV групп, х — число атомов металла и у — число атомов кислорода в окисле. Их используют главным образом в качестве оптических покрытий в приборостроении.

Таблица некоторых физических свойств важнейших полупроводниковых материалов

Элемент, тип соедине- ния	Наиме- нование материа- ла	эв	см2 /(всек	Кристал-лическая структура		Темпера- тура плавле- ния, °С	атм
при 300 К	при 0 К	элек- троны	дырки
Элемент	С (алмаз)	5,47	5,51	1800	1600	алмаз	3,56679	4027	-9
Ge	0,803	0,89	3900	1900	типа алмаза	5,65748	937
Si	1,12	1,16	1500	600	»	5,43086	1420	-6
a—Sn		~0,08			»	6,4892
IV—IV	a—SiC	3	3,1	400	50	типа сфалерита	4,358	3100
III—V	AISb	1,63	1,75	200	420	типа сфалерита	6,1355	1050	<0,02
BP	6				»	4,538	>1300	>24
GaN	3,5				типа вюртцита	a	>1700	>200
GaSb	0,67	0,80	4000	1400	типа сфалерита	6,0955	706	-4
GaAs	1,43	1,52	8500	400	то же	5,6534	1239	1
GaP	2,24	2,40	110	75	»	5,4505	1467	35
InSb	0,16	0,26	78000	750	»	6,4788	525	-5
InAs	0,33	0,46	33000	460	»	6,0585	943	0,33
InP	1,29	1,34	4600	150	»	5,8688	1060	25
II—VI	CdS	2,42	2,56	300	50	типа вюртцита	a	1750
CdSe	1,7	1,85	800		типа сфалерита	6,05	1258
ZnO	3,2		200		кубич.	4,58	1975
ZnS	3,6	3,7	165		типа вюртцита	3,82 (по оси a) 6,26 (по оси с)	1700
IV—VI	PbS	0,41	0,34	600	700	кубич.	5,935	1103
PbTe	0,32	0,24	6000	4000	то же	6,460	917