淺析電子科學技術(shù)中的半導體材料發(fā)展趨勢

鐘佳媛

摘要：現(xiàn)階段內(nèi)，電子科學技術(shù)在我國取得了較為廣泛的應用，作為一種新型技術(shù)，其在當前我國新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著重要作用。本文將對半導體材料進行適當闡述并結(jié)合實際情況，對未來階段內(nèi)我國電子科學技術(shù)中的半導體材料發(fā)展趨勢進行分析，以此促進電子科學技術(shù)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：半導體材料 電子科學 技術(shù)

引言

隨著我國經(jīng)濟建設的逐步發(fā)展，電子科學技術(shù)行業(yè)也得到了持續(xù)性進步。在此形勢下，半導體作為一種介于導體與非導體之間的物質(zhì)，經(jīng)過加工后可以在電子科學技術(shù)行業(yè)中發(fā)揮重大作用。尤其是隨著近年來我國經(jīng)濟的飛速增長，電子類產(chǎn)品數(shù)量不斷增加，相應的半導體材料生產(chǎn)質(zhì)量也需要得以提于卜。

1 半導體材料

1.1 半導體硅材料

硅材料具備價格低、性能好、資源豐富的優(yōu)勢，在半導體市場中占據(jù)重要位置。現(xiàn)階段內(nèi)，市場上常見的電子產(chǎn)品大多數(shù)都是將硅材料作為基礎制作材料的，包括部分超大規(guī)模材料、硅晶體衍生材料等，其中均涉及到硅材料的使用，對于促進集成電路的更好發(fā)展具有關(guān)鍵性意義。自從開發(fā)研制成功后，硅材料逐步得到廣泛應用，相應需求量也在逐年增長，成為電子科學技術(shù)發(fā)展中應用的主要材料，涉及到各個領域。結(jié)合目前發(fā)展趨勢來看，硅材料已然是日后電子通信領域及計算機領域中最為關(guān)鍵的半導體材料。與此同時，硅材料可分為多種，例如多晶體硅、單晶體硅、非晶體硅等，在半導體制作的過程中，不同晶體具備著不同用途，共同推動著電子技術(shù)的發(fā)展。

1.2 半導體光子晶體材料

簡單來說，光子晶體是一種人工制造的晶體，其在光學尺度上具備一定的周期性介電結(jié)構(gòu)，經(jīng)過人為調(diào)整后，其介電常數(shù)周期可與工波極其相近，同時由于光子晶體與半導體電子能間隙之間的差距過小，因而光子晶體無法傳播禁帶能量光波。同時光子晶體經(jīng)過人為調(diào)整，相應的周期也遭到了破壞，對應的光子密度也會隨著光子晶體維度的不同而發(fā)生明顯變化。微電子技術(shù)的進步使得公眾對于電子產(chǎn)品中芯片的要求更高，而隨著電子產(chǎn)品體積的逐漸縮小，又受到技術(shù)水平的限制，暫時無法滿足公眾的實際需求，因而新型電子技術(shù)變成為了新時代下的新發(fā)展方向。

1.3 半導體砷化鎵單晶材料

砷化鎵具備較強的抗輻射能力，且耐高溫性能較好，一般被應用于微型電子與光電子材料研發(fā)領域中，普遍應用于運行速度較快的電路中。隨著通信技術(shù)使用頻率的提高，相應的砷化鎵數(shù)量也在逐步增加，在我國電子企業(yè)不斷發(fā)展的形勢下，我國能夠?qū)崿F(xiàn)進～步的半導體材料研發(fā)。

2 電子科學技術(shù)中的半導體材料發(fā)展趨勢

硅材料屬于第一代半導體制作材料，應用較為廣泛，對于生產(chǎn)生活具有重要影響。硅元素相對而言擁有較大的儲備量，因而成為當前階段內(nèi)我國進行半導體生產(chǎn)時的主要材料。此外，鍺元素在半導體材料中也得到一定的應用，其活潑性較強，極其容易與介電材料發(fā)生氧化還原反應，進而生成對半導體使用有影響的物質(zhì)，致使半導體在使用過程中出現(xiàn)異常。因而在我國經(jīng)濟初發(fā)展階段內(nèi)，并未對鍺元素實行較大的研發(fā)力度，但在此后，鍺元素逐漸被應用于紅外光學領域，例如太陽能有關(guān)項目的研發(fā)中。

隨著科學技術(shù)的顯著進步，相應的半導體材料也被更多的開發(fā)出來，呈現(xiàn)出多樣化趨勢。例如20世紀末，第一代半導體制作材料的主要組成部分為硅材料，通過此材料的使用，為日后電子技術(shù)行業(yè)的健康發(fā)展提供了有力保障。而后公眾對于信息的需求不斷增加，在此背景下，需要相應技術(shù)更快的研發(fā)出滿足實際需求的電子產(chǎn)品，針對此，第二代半導體被研發(fā)出來，其中最具代表性的為砷化鎵材料。第二代半導體的研制有效解決了信息供應不夠的問題，并被廣泛應用于微型電子及光電子之中。近年來，在技術(shù)人員的不斷探索下，第三代半導體材料問世，以氮的化合物為代表，在整個電子市場中占據(jù)著重要地位?？偟膩碚f，半導體材料的功能正在不斷完善，同時在大小尺寸上也會做出相應調(diào)整，以此更好的滿足實際需要。現(xiàn)階段內(nèi)，基于第三代半導體的主要原料來看，其主要利用氮的氧化物、光電晶體管等，因而在未來的科技研發(fā)中，仍會繼續(xù)使用半導體材料作為基礎材料，同時應不斷提高相應芯片的信息處理能力，將半導體材料由原先的單片集成轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)集成。

要想實現(xiàn)半導體材料的更好應用于發(fā)展，需要相應技術(shù)人員加大對于半導體材料的開發(fā)力度，如硅材料。其作為半導體的主要材料，同時也是制作各電子產(chǎn)品的基本來源，結(jié)合當前發(fā)展形勢來看，即使自然中存在著較多的硅資源，但由于我國相應開發(fā)力度與其他發(fā)達國家相比，仍存在著較大差距，因而在實際情況中，所開發(fā)的硅資源無法更好的滿足社會需求。因此，在公眾對于電子產(chǎn)品需求不斷增多的背景下，相關(guān)單位應積極引進先進的硅晶體提煉設備，逐步建立硅晶體提煉基地，同時培養(yǎng)一批專業(yè)化、高素質(zhì)的人才隊伍，進一步發(fā)展電子科學技術(shù)，不斷提升我國綜合競爭力。

此外，有關(guān)技術(shù)人員及部門也應重視砷化鎵、超晶體材料的發(fā)展。受傳統(tǒng)工作模式的限制，我國在砷化鎵材料的加工上較為落后，相應的加工與提取能力較低，針對此，相應部門必須加大對晶體的提取力度，運用先進的科技手段，加強社會中各電子企業(yè)的合作交流，共同提高晶體提取成功的機率。而超晶體作為微電子技術(shù)與光電子技術(shù)發(fā)展的主要目標，對于國家發(fā)展具有重要意義。開展有效的超晶體提取工作，可以為國家發(fā)展提供一定的支持，反過來，超晶體的研發(fā)也需要國家經(jīng)濟的大力扶持。因而國家應不斷引入國外先進設備及研發(fā)技術(shù)，加大對于相關(guān)工作的投入，包括人力、財力等，促使光子晶體材料得到更深層次的研發(fā)，最終更好的推動我國科技及社會經(jīng)濟發(fā)展。

3 結(jié)論

綜上所述，在科學技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，公眾對于半導體設備的要求也在逐步增加，基于此，相應技術(shù)人員應提高對于半導體材料的重視程度，加大相關(guān)研發(fā)力度，針對當前半導體材料的發(fā)展情況，預測未來發(fā)展趨勢，引導各行業(yè)的人才積極投入到電子科學技術(shù)的事業(yè)中。

參考文獻

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