電子科學(xué)技術(shù)中的半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢

侯美玲

摘要：半導(dǎo)體材料是一種位于非導(dǎo)體與導(dǎo)體之間的一個特殊物質(zhì)，他有著較低的電阻率，通過對半導(dǎo)體材料進行加工后能夠制造出電子管、集成電路、晶體管、發(fā)光二極管等，對于網(wǎng)絡(luò)、計算機、通訊等多個行業(yè)發(fā)展有著極其重要的作用。因為我國近些年來經(jīng)濟發(fā)展速度較快，所以使得電子類產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量也不斷的增加，半導(dǎo)體材料出口貿(mào)易額出現(xiàn)明顯提升的情況?，F(xiàn)如今，半導(dǎo)體材料應(yīng)用于生產(chǎn)的情況，成為對國家綜合國力進行衡量的主要標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體材料;電子科學(xué);發(fā)展趨勢;主要情況

引言：在當(dāng)前社會發(fā)展過程中，半導(dǎo)體仍然處于一個重要的地位，成為現(xiàn)代電子科學(xué)工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)品。在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，半導(dǎo)體材料經(jīng)過多年發(fā)展，也發(fā)生極大的變化，比如在第一代半導(dǎo)體材料中，主要是以硅與鍺為代表，到了當(dāng)前的第三代半導(dǎo)體材料中，這就使得原有的半導(dǎo)體材料性能有了一定提升。筆者希望通過本次探討，能夠為日后半導(dǎo)體材料應(yīng)用提供參考。

一、電子科學(xué)技術(shù)當(dāng)中半導(dǎo)體材料發(fā)展背景

硅與鍺是最具有代表性的第一代半導(dǎo)體，因為研發(fā)時間較長，因此其有著儲存量大、成熟穩(wěn)定制作工藝等特點，因此受到人們的歡迎與應(yīng)用。在電子科學(xué)發(fā)展的初期階段，半導(dǎo)體材料發(fā)展并不是十分的順利，最早被應(yīng)用在半導(dǎo)體材料制作時的元素為鍺，但是因為鍺有著十分活潑的化學(xué)性質(zhì)，極容易與半導(dǎo)體設(shè)備當(dāng)中其他材料發(fā)生氧化反應(yīng)，因此就演變成具備較為穩(wěn)定化學(xué)性的氧化鍺，這種情況也會影響到鍺的導(dǎo)電能力。與此同時鍺有著極低的產(chǎn)量，對當(dāng)時半導(dǎo)體材料發(fā)展造成影響。到了上個世紀80年代，因為紅外光學(xué)領(lǐng)域技術(shù)得到突飛猛進發(fā)展，這就使得鍺這類半導(dǎo)體材料在該領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，隨后人們也將其應(yīng)用在太陽能電池領(lǐng)域當(dāng)中。隨著人們對于科學(xué)進行深入的研究，并且對于半導(dǎo)體材料有著更加深化的認識，逐漸研發(fā)出第三代、第二代半導(dǎo)體材料，特別是在第二、第三代半導(dǎo)體材料中，因為有著高熱導(dǎo)率、寬禁帶、高的擊穿電場、高電子飽和性、高抗輻射能力、高速率等多個特點，因此受到各行各業(yè)的歡迎與應(yīng)用。

二、在電子科學(xué)技術(shù)中關(guān)于半導(dǎo)體材料主要特點

半導(dǎo)體材料主要是位于絕緣體與導(dǎo)體之間一種具備特殊特征的材料，通常被應(yīng)用于制作各種電子器件。在當(dāng)前階段人們所使用的半導(dǎo)體材料中，主要是以化合物半導(dǎo)體、元素半導(dǎo)體、固溶半導(dǎo)體為主。根據(jù)當(dāng)前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素，凡是存在半導(dǎo)特征的元素，基本上都位于元素周期表當(dāng)中的非金屬元素與金屬元素之間，并且有著極不穩(wěn)定的化學(xué)特征，且在使用過程中十分的復(fù)雜。在制作半導(dǎo)體材料時，主要使用的是硅和鍺，但是因為單元素半導(dǎo)體材料存在局限性，所以為了保證其得到更好的應(yīng)用，人們開始研究出化合物半導(dǎo)體。與傳統(tǒng)的元素鍺和硅元素相比，化合物半導(dǎo)體材料具備低功耗、高速率、抗輻射、多功能等多個優(yōu)勢，因此得到廣泛的應(yīng)用。在這個其中最受人們歡迎的化合物半導(dǎo)體材料是以砷化鎵、氮化鎵、碳化硅、銻化銦等。固溶半導(dǎo)體使用的是兩個及以上元素共同組成的固體溶液，且具備半導(dǎo)體特征的物體。固溶體半導(dǎo)體材料主要是對于元素化學(xué)價鍵進行相應(yīng)的設(shè)計，并且按照相應(yīng)的比例配制而成。通過控制好固溶的濃度，來改變固溶半導(dǎo)體所具備的特性，以此為半導(dǎo)體材料提供多元化的選擇。

三、電子科學(xué)技術(shù)中關(guān)于導(dǎo)體材料應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）光子晶體

光子晶體作為一種具有微結(jié)構(gòu)且由人工加工的半導(dǎo)體材料，隨著世界各國電子技術(shù)高速發(fā)展，光子晶體已經(jīng)被應(yīng)用在多個產(chǎn)品當(dāng)中，但是眾多電子產(chǎn)品對于芯片水平、質(zhì)量、安全等提出了更高的要求，電子產(chǎn)品因為受到自身重量與體積等限制，難以在生產(chǎn)工藝與技術(shù)上實現(xiàn)突破，所以應(yīng)用什么樣的方式提高光子晶體材料應(yīng)用水平，成為當(dāng)前一項重點問題。

（二）砷化鎵

砷化鎵單晶材料在微型電子與電光材料中得到相應(yīng)的應(yīng)用，并且取得良好效果，這主要是因為砷化鎵單品材料具備較強的抗腐蝕性與抗高溫特點。隨著各國科技高速發(fā)展，砷化鎵單晶材料被應(yīng)用在不同的電路當(dāng)中，

（三）半導(dǎo)體硅材料

半導(dǎo)體硅材料也在多個領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并且對于拉動社會進步，促進經(jīng)濟發(fā)展起到了不可替代的作用。比如在我國大部分電子產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，特別是大規(guī)模的集成電路中，多是以半導(dǎo)體硅材料作為基礎(chǔ)進行應(yīng)用與研發(fā)的。

四、電子科學(xué)技術(shù)當(dāng)中半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢

半導(dǎo)體硅材料作為上世紀90年代被應(yīng)用最為廣泛的材料，也是第一代半導(dǎo)體材料。隨著科技發(fā)展、新材料研發(fā)手段加強，隨后不斷研發(fā)出全新的半導(dǎo)體材料，由此在促進社會進步、拉動經(jīng)濟增長方面起到了不可替代的作用。比如砷化鎵材料作為具有標(biāo)志性的第二代半導(dǎo)體材料，以氮化合物為代表的第三代半導(dǎo)體材料。隨著科技發(fā)展，半導(dǎo)體材料具備大尺寸、完整性、多功能等特點。所以在本文中，筆者將從下述幾個方面入手，探討我國應(yīng)當(dāng)全面發(fā)展的半導(dǎo)體材料。

（一）對于砷化鎵化合物進行全面發(fā)展

從應(yīng)用水平與提煉技術(shù)角度來看，我國砷化鎵化合物的發(fā)展情況與世界發(fā)達國家相比，仍存在極大的差距。從政府層面來講，應(yīng)當(dāng)起到相應(yīng)的引導(dǎo)作用，以此可以保證我國砷化鎵化合物研發(fā)企業(yè)采用強強合作、強強聯(lián)手的方式，通過整合技術(shù)優(yōu)勢與資源優(yōu)勢，對于我國砷化鎵化合物材料能力進行提高與優(yōu)化，這樣也能為企業(yè)帶來相應(yīng)的社會效益與經(jīng)濟效益。

（二）發(fā)展新型的硅材料

半導(dǎo)體硅材料作為傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料，在多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，所以對于我國來說，需要利用新技術(shù)做好半導(dǎo)體新型硅材料研發(fā)工作，不斷縮小與發(fā)達國家之間的差距。比如通過加大投入力度，將理論與實際聯(lián)合起來，培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的研發(fā)人才，特別是培養(yǎng)出可以操作新型技術(shù)、新型高科技硅材料提取設(shè)備的專業(yè)人才，由此可以提高我國電子科學(xué)技術(shù)質(zhì)量與水平，并且保證我國經(jīng)濟重新散發(fā)出光芒，為我國經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量。

（三）一維微結(jié)構(gòu)與超晶管共同發(fā)展

在電子產(chǎn)品發(fā)展與集成電路應(yīng)用過程中，人們對于半導(dǎo)體材料有著更高需求量，為了滿足市場需求，我國需要從自身做起，主動引進國外一些先進提煉技術(shù)，同時在原有的基礎(chǔ)上做好創(chuàng)新。特別是創(chuàng)新傳統(tǒng)晶體管生產(chǎn)模式，從我國當(dāng)前經(jīng)濟水平出發(fā)，不斷提高一維微結(jié)構(gòu)材料與超晶管應(yīng)用水平與研發(fā)程度，雖然我國對于一維微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料仍處于一個不斷探索的階段，但是我們需要明白研發(fā)所具備的價值與意義，因此我國需要集中更多的物力、人力、財力來提高新型半導(dǎo)體材料研發(fā)力度，以此可以促進我國經(jīng)濟更好發(fā)展，滿足人們生活所提出的各項要求。

五、結(jié)束語

綜上所述，對電子科學(xué)技術(shù)當(dāng)中半導(dǎo)體材料未來所具備的發(fā)展趨勢進行認真仔細的分析后，筆者發(fā)現(xiàn)，通過深入了解有利于我國從當(dāng)前研發(fā)成果入手，將國外先進材料引進其中做好吸收、消化、創(chuàng)新、研究，全面提高我國半導(dǎo)體材料研發(fā)水平與質(zhì)量，最終可以推動我國社會進步，拉動經(jīng)濟發(fā)展。

參考文獻：

[1]李亮，沈羽，柴曉宇，齊夏斐.半導(dǎo)體材料在電子科學(xué)技術(shù)中的發(fā)展前景[J].中國新通信，2019，21（18）：60-61.

[2]邢軼斌，康永.電子科學(xué)技術(shù)中的半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢[J].裝備維修技術(shù)，2019（03）：37+77.

[3]高遠.電子科學(xué)技術(shù)中的半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019，16（18）：246-247.

[4]緱偉.電子科學(xué)技術(shù)中的半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（02）：78-79.