淺析電子科學技術中的半導體材料發展趨勢

鐘佳媛

摘要：現階段內，電子科學技術在我國取得了較為廣泛的應用，作為一種新型技術，其在當前我國新型產業發展中起著重要作用。本文將對半導體材料進行適當闡述并結合實際情況，對未來階段內我國電子科學技術中的半導體材料發展趨勢進行分析，以此促進電子科學技術行業的穩定發展。

關鍵詞：半導體材料 電子科學 技術

引言

隨著我國經濟建設的逐步發展，電子科學技術行業也得到了持續性進步。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，經過加工后可以在電子科學技術行業中發揮重大作用。尤其是隨著近年來我國經濟的飛速增長，電子類產品數量不斷增加，相應的半導體材料生產質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、資源豐富的優勢，在半導體市場中占據重要位置。現階段內，市場上常見的電子產品大多數都是將硅材料作為基礎制作材料的，包括部分超大規模材料、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展具有關鍵性意義。自從開發研制成功后，硅材料逐步得到廣泛應用，相應需求量也在逐年增長，成為電子科學技術發展中應用的主要材料，涉及到各個領域。結合目前發展趨勢來看，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的發展。

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構，經過人為調整后，其介電常數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。同時光子晶體經過人為調整，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生明顯變化。微電子技術的進步使得公眾對于電子產品中芯片的要求更高，而隨著電子產品體積的逐漸縮小，又受到技術水平的限制，暫時無法滿足公眾的實際需求，因而新型電子技術變成為了新時代下的新發展方向。

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領域中，普遍應用于運行速度較快的電路中。隨著通信技術使用頻率的提高，相應的砷化鎵數量也在逐步增加，在我國電子企業不斷發展的形勢下，我國能夠實現進～步的半導體材料研發。

2 電子科學技術中的半導體材料發展趨勢

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我國進行半導體生產時的主要材料。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生氧化還原反應，進而生成對半導體使用有影響的物質，致使半導體在使用過程中出現異常。因而在我國經濟初發展階段內，并未對鍺元素實行較大的研發力度，但在此后，鍺元素逐漸被應用于紅外光學領域，例如太陽能有關項目的研發中。

隨著科學技術的顯著進步，相應的半導體材料也被更多的開發出來，呈現出多樣化趨勢。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，為日后電子技術行業的健康發展提供了有力保障。而后公眾對于信息的需求不斷增加，在此背景下，需要相應技術更快的研發出滿足實際需求的電子產品，針對此，第二代半導體被研發出來，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著重要地位。總的來說，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整，以此更好的滿足實際需要。現階段內，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中，仍會繼續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變為系統集成。

要想實現半導體材料的更好應用于發展，需要相應技術人員加大對于半導體材料的開發力度，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品的基本來源，結合當前發展形勢來看，即使自然中存在著較多的硅資源，但由于我國相應開發力度與其他發達國家相比，仍存在著較大差距，因而在實際情況中，所開發的硅資源無法更好的滿足社會需求。因此，在公眾對于電子產品需求不斷增多的背景下，相關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，同時培養一批專業化、高素質的人才隊伍，進一步發展電子科學技術，不斷提升我國綜合競爭力。

此外，有關技術人員及部門也應重視砷化鎵、超晶體材料的發展。受傳統工作模式的限制，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與光電子技術發展的主要目標，對于國家發展具有重要意義。開展有效的超晶體提取工作，可以為國家發展提供一定的支持，反過來，超晶體的研發也需要國家經濟的大力扶持。因而國家應不斷引入國外先進設備及研發技術，加大對于相關工作的投入，包括人力、財力等，促使光子晶體材料得到更深層次的研發，最終更好的推動我國科技及社會經濟發展。

3 結論

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

參考文獻

[1]緱偉.電子科學技術中的半導體材料發展趨勢[J].計算機產品與流通，2019（02）：78—79

[2]霍翔.探討電子科學技術中的半導體材料發展趨勢[J].科技創新與應用，2016（30）：145