半导体材料 （ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌ）是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。半导体
图３１ 金刚石或闪锌矿 （ＺｎＳ）的结构
材料是一类具有半导体性能，可用来制作半导体器件
和集成电路的电子材料，其电阻率在１０－３～１０－９Ω·
ｃｍ 范围内。
自然界 的 物 质、 材 料 按 导 电 能 力 大 小 可 分 为 导
体、半导体和绝缘体三大类。在一般情况下，半导体
电导率随 温 度 的 升 高 而 增 大，这 与 金 属 导 体 恰 好 相
反。反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如
光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和
现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成
固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这
些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半
导体器件以不同的功能和特性。半导体的基本化学特
征在于原子间存在饱和的共价键。作为共价键特征的
典型是在晶格结构上表现为四面体结构，所以典型的
半导体材料具有金刚石或闪锌矿 （ＺｎＳ）的结构，见图３１。
由于地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材料都是化合物，例如方铅
矿 （ＰｂＳ）很早就用于无线电检波，氧化亚铜 （Ｃｕ２Ｏ）用作固体整流器，闪锌矿 （ＺｎＳ）是
熟知的固体发光材料，碳化硅 （ＳｉＣ）的整流检波作用也较早被利用。硒 （Ｓｅ） 是最早发现
并被利用的元素半导体，曾是固体整流器和光电池的重要材料。
元素半导体锗 （Ｇｅ）放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页，从此电子设备开始
实现晶体管化。中国的半导体研究和生产 是 从１９５７ 年 首 次 制 备 出 高 纯 度 （９９９９９９９９％～
９９９９９９９９９％）的锗开始的。
１ 锗半导体来历
１８８５年德国矿物学家威斯巴克在一矿山发现了一种以硫化银为主的新矿石———弗赖堡
矿石，即硫化银锗矿 （４Ａｇ２Ｓ·ＧｅＳ２）。１８８６年，德国化学家温克勒 （ＣＡＷｉｎｋｌｅｒ） 分析
这一新矿物，八个全分析 结 果 均 差７％ 左 右，因 此 他 断 定 矿 石 中 一 定 含 有 一 种 未 知 的 新 元
素。他认为这个新元素必定同砷、锑、锡三者同属于一分析组，于是他将矿物与碳酸钠和硫
共熔，然后溶于水中，过滤，溶液中加入大量盐酸即得到大量片状的白色沉淀，把这种沉淀
第三章 新型半导体工业用化学品 ５３
烘干后于氢气流中加热还原，就得到了这种新元素。温克勒为了纪念他的祖国德意志，把这
种新元素命名为 Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ，即 “锗”，源自德国的拉丁名称 “Ｇｅｒｍａｎｉａ”。
