在半导体材料的研发与应用中,机械工程领域的知识往往被忽视,但其对半导体材料性能的潜在影响却不容小觑,一个常被问及的问题是:机械应力如何影响半导体材料的电学特性?
机械应力,无论是拉伸、压缩还是弯曲,都会导致半导体材料的晶格结构发生微小变化,进而影响其电子能带结构和载流子行为,当材料受到张应力时,其能带隙可能会变宽,导致电子更难跃迁,从而影响材料的导电性,相反,压应力则可能导致能带隙变窄,增加材料的导电性。
机械应力还会引起材料内部的缺陷和损伤,如位错、裂纹等,这些缺陷会成为载流子的复合中心或散射中心,进一步影响材料的电学性能,在半导体器件的制造和封装过程中,必须严格控制机械应力,以避免对器件性能产生不利影响。
机械应力也并非全然不利,通过精确控制应力的大小和方向,可以实现对半导体材料性能的“定制化”调控,为开发新型功能材料和器件提供新的思路,在半导体材料的研究中,应更加重视与机械工程领域的交叉融合,以探索更多未知的领域和可能性。
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