對電子科學技術中的半導體材料發(fā)展趨勢淺析

譚永麟 / 天津市環(huán)歐半導體材料技術有限公司

對電子科學技術中的半導體材料發(fā)展趨勢淺析

譚永麟 / 天津市環(huán)歐半導體材料技術有限公司

在現(xiàn)代技術飛速發(fā)展的大環(huán)境下，電子科學技術在人們生活中所占據(jù)的位置越發(fā)重要，同時也滲透到各領域，這對于現(xiàn)代化、新興產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展也起到較好的推動作用。而半導體材料作為電子科技發(fā)展的重要基石，對電子工業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了較好的發(fā)展方向，對促進其可持續(xù)發(fā)展具有積極作用。為此，本文重點對對電子科學技術中半導體材料的發(fā)展趨勢作如下分析。

電子科學技術；半導體材料；發(fā)展趨勢

1.引言

當前，隨著半導體材料加工越來越精細化，在各個領域的應用也更加廣泛，如晶體管、電子管、集成電路等，在計算機、通信領域中均得到廣泛應用。基于國內經(jīng)濟飛速發(fā)展及社會需求的大環(huán)境下，國內很多半導體材料也得到了較好的發(fā)展。因此，為了進一步了解半導體材料在國內經(jīng)濟發(fā)展中起到的重要作用，應深入分析半導體材料在當前電子科學技術中的具體應用情況，以使其得到更好的應用及管理。

2.半導體材料在電子科學技術中的應用情況

2.1 光子晶體在電子科學技術中的應用

光子晶體屬于一種微結構且能進行人工加工的半導體材料。在微電子技術飛速發(fā)展的推動下，光子晶體在很多產(chǎn)品中均得到廣泛應用。但很多電子產(chǎn)品當中針對芯片質量、芯片水平、芯片運用安全性等方面，均有較高的要求，再加之電子產(chǎn)品常常會受體積限制，很難在生產(chǎn)技術、生產(chǎn)工藝等方面有較好的突破，對此，不斷促進光子晶體在電子科學技術中的有效應用，已成為目前半導體材料的重要發(fā)展趨勢[1]。

2.2 砷化鎵單晶材料在電子科學技術中的應用

當前，砷化鎵單晶材料在微型電子、電光材料中均得到較好的應用，且應用效果確切，這是因為子砷化鎵單晶材料具有耐高溫、抗輻射能力非常強等特征，而隨著科技不斷發(fā)展，砷化鎵單晶材料在電路中的應用也越來越廣。

2.3 半導體硅材料在電子科學技術中的應用

半導體硅材料是應用較廣的半導體材料之一，在很多領域均得到廣泛應用，對促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、社會進步等方面所起到的作用非常明顯。例如，國內很多電子產(chǎn)業(yè)，尤其是一些規(guī)模較大的集成電路，所選用的材料均為半導體硅材料，并在此技術上作進一步研究及應用。

3.半導體材料在電子科學技術中的發(fā)展趨勢

二十世紀九十年代前，半導體應用材料主要以半導體硅材料為主，而后隨著現(xiàn)代化網(wǎng)絡信息技術快速發(fā)展，對于新型材料的研發(fā)越來越深入，部分新型半導體材料慢慢顯現(xiàn)出來，將其應用到電子科學技術發(fā)展中，可較好的促進經(jīng)濟快速發(fā)展及推動社會進步。例如，砷化鎵材料屬于比較典型的第二代半導體材料， 氮化合物屬于比較典型的第三代半導體材料。在時代不斷發(fā)展及科技進步的大背景下，具有完整性、多功能的半導體材料已成為一個主要發(fā)展趨勢。例如，一些規(guī)模較大的半導體材料很有可能會得到較大的發(fā)展空間，且在微電子技術發(fā)展方面，具有集成特點的芯片也會慢慢出現(xiàn)，并在微電子產(chǎn)品中得到較好的應用。因此，應從以下方面進一步分析半導體材料的具體發(fā)展趨勢。

3.1 超晶管、一維微結構材料的發(fā)展趨勢

隨著電子產(chǎn)品不斷發(fā)展及集成電路有效應用，對半導體材料的要求也變得越來越高，對此，在引入國外很多先進晶體提煉技術過程中，應該對所引入的現(xiàn)代化技術做進一步吸收、研發(fā)及創(chuàng)新，特別對一些傳統(tǒng)的晶體管生產(chǎn)模式進行不斷創(chuàng)新，以國內當前的經(jīng)濟發(fā)展水平，不斷提高超晶管、一維微結構材料的研發(fā)及應用質量，盡管國內針對一維微結構半導體材料的研發(fā)還處在初期，但應充分明確半導體材料研發(fā)意義及研發(fā)價值[2]。例如，納米晶體管技術研發(fā)重點是應用一維微結構半導體材料進行。也就是國內需要集中自己的財力、人力、物力資源 全面進行這些新型半導體材料的研發(fā)力度，使其對促進國內經(jīng)濟發(fā)展，滿足人們生活發(fā)揮出重要的作用。

3.2 新型硅材料的發(fā)展趨勢

導體硅材料屬于一種傳統(tǒng)類型的半導體材料，在很多領域均得到較好的應用，且應用價值非常高。鑒于此，針對國內各種新型技術來說，需應用新技術進行半導體新型硅材料研發(fā)工作，縮小和發(fā)達國家間的差距。例如，加大對半導體研發(fā)的投入力度，經(jīng)理論聯(lián)系實際方式培養(yǎng)更多優(yōu)秀研發(fā)人才，特別是能操作新型高技術硅材料提取設備的專業(yè)人才，不斷提升國內電子科學技術質量、水平。

3.3 碳化硅材料的發(fā)展趨勢

由于碳化硅是自身所具有的導熱性能相對于其它類型半導體材料來說穩(wěn)定性是相對來說比較強的，因此，在某些對散熱性要求 相對來說比較高的領域中得到了較為廣泛的應用，現(xiàn)階段碳化硅這種半導體材料在太陽能電池、發(fā)電傳輸以及衛(wèi)星通信等各個領域中得到了比較深入應用[3]。除此之外，碳化硅這種半導體材料在軍工行業(yè)中所得到的應用也是相對來說比較深入的，在某些國防建設相關工作進行的過程中都使用到的了大量的碳化硅。因為和碳化硅這種材料相關的 產(chǎn)業(yè)的數(shù)量是相對來說比較少的，當前國內碳化硅行業(yè)發(fā)展進程向前推進的速度是相對來說比較緩慢的，但是，該階段國內經(jīng)濟發(fā)展進程由前推進的過程中，所重視的向著環(huán)境保護型的方向轉變，碳化硅材料能夠滿足這一要求，為此，國內政府有關部門對碳化硅這一種創(chuàng)新型的半導體材料越發(fā)的重視了，且隨著半導體行業(yè)整體發(fā)展進程持續(xù)向前推進，在未來國內碳化硅行業(yè)快速發(fā)展過程中，應用效果非常明顯。

3.4 氧化硅材料的發(fā)展趨勢

這對目前國內已經(jīng)研發(fā)出來的各種創(chuàng)新型半導體材料，氧化鋅屬于一種創(chuàng)新型的半導體材料，氧化鋅在光學材料、傳感器等不同領域當中均得到較好的應用，且具有較高的應用價值[4]。這是因這種創(chuàng)新型半導體材料的反應速度非常快，集成度相、靈敏程度相都非常高，與現(xiàn)階段國內傳感器行業(yè)持續(xù)發(fā)展進程向前推進期間應該遵循的各種微型化宗旨非常適應，由于氧化鋅此種創(chuàng)新型的半導體材料的原材料較豐富，應用優(yōu)勢主要表現(xiàn)為：環(huán)保性非常強、價格較便宜，因此，氧化鋅此種創(chuàng)新型半導體材料在未來半導體材料應用中，發(fā)展前景較廣。

3.5 氮化鎵材料的發(fā)展趨勢

氮化鎵材料屬于一種發(fā)熱效果非常低、擊穿效應非常強的半導體材料，氮化鎵材料于高溫大功率器件、高頻微波器件中均有較好應用。而且氮化鎵材料帶隙非常寬，所以它在藍光LED 中應用優(yōu)勢較顯著，且當中LED襯底應用市場前景非常可觀。對于此方面的應用，與國外相比較，國內在氮化鎵材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程，其起步非常晚，但隨著應用范圍不斷擴大，在其他領域的應用也漸漸擴大，如新能源產(chǎn)業(yè)、光學探測、軍工產(chǎn)業(yè)等領域當中，對于該方面的研發(fā)、投入力度均明顯加大。

4.結語

綜上闡述，本文經(jīng)對電子科學技術發(fā)展中半導體材料的具體發(fā)展趨勢展開上述分析，主要從超晶管、一維微結構材料，氮化鎵材料，氧化硅材料，碳化硅材料，新型硅材料，超晶管、一維微結構材料等方面著手，便于國內應用當前的研究成果，積極引入新技術，并在應用、研究方面不斷創(chuàng)新，從而提升國內半導體材料研發(fā)水平及質量，這對推動國內經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、社會進步等方面具有重要參考意義。

[1]陳芳,魏志鵬,劉國軍,等.掃描近場光學顯微技術在半導體材料表征領域應用的研究進展[J].材料導報,2014,28(23):28-33.

[2]陳彩云,徐東.半導體材料的應用研究進展[J].山東工業(yè)技術,2016,20(9):219.

[3]胡鳳霞.淺談半導體材料的性能與應用前景[J].新教育時代電子雜志（教師版）,2016,15(13):267.

[4]吳菲菲,張亞茹,黃魯成,等.基于專利的氧化鋅寬禁帶半導體材料技術中外比較[J].情報雜志,2015,25(11):62-68.