2。1Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体

  在长期的半导体材料研究中，Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料越来越引人注目。Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体顾名思义是指由元素周期表上第三族和第五族元素构成的化合物，具有半导体的性质。目前研究比较多的是GaAs、GaP、InP和InSb。Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料广泛应用于制造微波器件、红外器件、激光器件和太阳能电池等[15]。

  与Si、Ge等传统元素半导体相比，GaAs此类的化合物半导体，不仅整体具有半导体的性质，由于Ⅲ、Ⅴ族元素活泼的化学性质 ，化合物半导体具有更快的发光、吸收光子速度，内部载流子的速度也更快，并且能在高温高频条件下工作。文献综述

表1 Si、Ge、GaAs参数对比

半导体材料

禁带宽度

(电子伏) 电子迁移率

(厘米2/伏秒) 空穴迁移率

(厘米2/伏秒) 工作温度

(℃) 频率

(兆赫)

Si 1。107 1900 500 250 300

Ge 0。67 3800 1820 100 1000

GaAs 1。35 8800 400 300-500 2000

  对比参数很容易得出以的结论：

①　GaAs的禁带宽度比Si、Ge都大，可以工作在温度更高的环境下

②　晶体中电子速度非常快，可以制成高速器件

③　对于磁场更加敏感，可以制成磁性器件

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体具有如此优良的性质，这也是为什么本次课题研究的对象是基于GaAs材料的原因。

2。2 光生伏特效应

2。2。1光生伏特效应来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

  光生伏特效应，指的是半导体材料光照条件下产生电动势的现象[3]。下面解释pn结的光生伏特效应具体过程。

  当p型和n型半导体材料接触时，p区的空穴是多数载流子，浓度远大于少数载流子电子，而n区则相反，多数载流子是电子。这样当p型、n型半导体直接接触时，n区的电子要向电子浓度低的p区进行扩散，p区的空穴向n区扩散。在p区内，空穴离开后，不可动的带负电荷的电离受主被留下来了，这些电离的受主，由于没有正电荷与之保持电中性。所以会在pn结附近p区一侧形成一个负电荷区。同理在pn结附近n区一侧会形成由电离施主构成的一个正电荷区。这样的正负电荷区就构成了pn结的空间电荷区[4]。