Halbleitermaterialien für Dünnschichtanwendungen sind für die Herstellung von Schichten für integrierte Schaltungen, Solarzellen und andere elektronische Geräte unerlässlich.
Diese Materialien werden auf der Grundlage ihrer spezifischen elektrischen, optischen und strukturellen Eigenschaften ausgewählt.
Die Eigenschaften können durch die für die Herstellung der Dünnschichten verwendeten Abscheidetechniken angepasst werden.
4 Haupttypen von Halbleitermaterialien für Dünnschichten
1. Silizium (Si) und Siliziumkarbid (SiC)
Silizium und Siliziumkarbid sind gängige Substratmaterialien für die Dünnschichtabscheidung in integrierten Schaltkreisen.
Silizium ist das am häufigsten verwendete Halbleitermaterial, da es eine ausgereifte Verarbeitungstechnologie und gut bekannte Eigenschaften aufweist.
Siliziumkarbid wird aufgrund seiner im Vergleich zu Silizium besseren thermischen und elektrischen Eigenschaften für Hochleistungs- und Hochtemperaturanwendungen verwendet.
2. Transparente leitfähige Oxide (TCOs)
Transparente leitfähige Oxide werden in Solarzellen und Displays verwendet, um eine leitfähige und dennoch transparente Schicht zu bilden.
Beispiele sind Indiumzinnoxid (ITO) und Zinkoxid (ZnO).
TCOs sind von entscheidender Bedeutung für Geräte, die Transparenz und Leitfähigkeit erfordern, wie z. B. Solarzellen und Touchscreens.
Sie lassen Licht durch und bieten gleichzeitig einen Pfad für den elektrischen Strom.
3. n-Typ- und p-Typ-Halbleiter
n-Typ- und p-Typ-Halbleiter bilden die Grundlage von Dioden und Transistoren.
Übliche n-Typ-Materialien sind mit Phosphor oder Arsen dotiertes Silizium.
p-Typ-Materialien sind häufig mit Bor dotiertes Silizium.
Diese Materialien sind so dotiert, dass ein Überschuss an Elektronen (n-Typ) oder Elektronenlöchern (p-Typ) entsteht, die für den Betrieb von Halbleiterbauelementen unerlässlich sind.
Der Übergang zwischen n-Typ- und p-Typ-Materialien bildet die Grundlage vieler elektronischer Bauteile, einschließlich Dioden und Transistoren.
4. Metallkontakte und Absorptionsschichten
Metallkontakte und absorbierende Schichten sind in der Regel Metalle oder Metalllegierungen, die in Geräten wie Solarzellen zum Sammeln oder Leiten von Strom verwendet werden.
Beispiele hierfür sind Aluminium, Silber und Kupfer.
Diese Schichten sind entscheidend für den effizienten Betrieb von Geräten wie Solarzellen.
Sie müssen einen geringen spezifischen Widerstand aufweisen, um den Energieverlust zu minimieren, und gut an den darunter liegenden Schichten haften.
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