请论述Si、GaAs、SiC这三种半导体材料的差异性以及这三种半导体材料的掺杂原理

我个人认为从禁带宽度论述比较合理。就上述三种材料来讲，Si的带宽为1.12eV属窄禁带半导体，GaAs和SiC为宽紧带半导体材料，材料的一些主要性能都由它们的带宽和能带结构决定，所以应从能带论入手。由于禁带宽度的不同，它们的工作极限工作温度有所差异，吸收光的范围也有所差异。掺杂原理则一般均为替位式掺杂。至于应用领域不可一言以蔽之。

①Si和GaAs半导体的Fermi能级与掺杂浓度的关系见图1 。

对于n型半导体，因为掺入的施主越多，导带电子的浓度就越大，相应地少数载流子——空穴的浓度就越小，则Fermi能级也就越靠近导带底。对于p型半导体亦然，掺杂浓度越高，Fermi能级就越靠近价带顶。当掺杂浓度高到一定程度时，甚至Fermi能级还有可能进入到导带或者价带内部。

②Si和GaAs半导体的Fermi能级与温度的关系亦见图2 。

因为当温度升高到一定程度时，不管是n型半导体还是p型半导体，它们都将转变成为（高温）本征半导体。从而，半导体中Fermi能级也将是随着温度的升高而逐渐趋近于禁带中央。即随着温度的升高，n型半导体的EF将降低，p型半导体的EF将上升。

此外，在图1和图2中也示出了半导体的禁带宽度（Eg=EC－EV）随着温度的变化状况。Si和GaAs等半导体的禁带宽度具有负的温度系数。

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