電子科學技術中的半導體材料發展趨勢

侯美玲

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

關鍵詞：半導體材料;電子科學;發展趨勢;主要情況

引言：在當前社會發展過程中，半導體仍然處于一個重要的地位，成為現代電子科學工業發展的基礎產品。在現代社會發展過程中，半導體材料經過多年發展，也發生極大的變化，比如在第一代半導體材料中，主要是以硅與鍺為代表，到了當前的第三代半導體材料中，這就使得原有的半導體材料性能有了一定提升。筆者希望通過本次探討，能夠為日后半導體材料應用提供參考。

一、電子科學技術當中半導體材料發展背景

硅與鍺是最具有代表性的第一代半導體，因為研發時間較長，因此其有著儲存量大、成熟穩定制作工藝等特點，因此受到人們的歡迎與應用。在電子科學發展的初期階段，半導體材料發展并不是十分的順利，最早被應用在半導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性質，極容易與半導體設備當中其他材料發生氧化反應，因此就演變成具備較為穩定化學性的氧化鍺，這種情況也會影響到鍺的導電能力。與此同時鍺有著極低的產量，對當時半導體材料發展造成影響。到了上個世紀80年代，因為紅外光學領域技術得到突飛猛進發展，這就使得鍺這類半導體材料在該領域中得到廣泛的應用，隨后人們也將其應用在太陽能電池領域當中。隨著人們對于科學進行深入的研究，并且對于半導體材料有著更加深化的認識，逐漸研發出第三代、第二代半導體材料，特別是在第二、第三代半導體材料中，因為有著高熱導率、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，因此受到各行各業的歡迎與應用。

二、在電子科學技術中關于半導體材料主要特點

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

三、電子科學技術中關于導體材料應用現狀

（一）光子晶體

光子晶體作為一種具有微結構且由人工加工的半導體材料，隨著世界各國電子技術高速發展，光子晶體已經被應用在多個產品當中，但是眾多電子產品對于芯片水平、質量、安全等提出了更高的要求，電子產品因為受到自身重量與體積等限制，難以在生產工藝與技術上實現突破，所以應用什么樣的方式提高光子晶體材料應用水平，成為當前一項重點問題。

（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的應用，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展，砷化鎵單晶材料被應用在不同的電路當中，

（三）半導體硅材料

半導體硅材料也在多個領域得到了應用，并且對于拉動社會進步，促進經濟發展起到了不可替代的作用。比如在我國大部分電子產業當中，特別是大規模的集成電路中，多是以半導體硅材料作為基礎進行應用與研發的。

四、電子科學技術當中半導體材料發展趨勢

半導體硅材料作為上世紀90年代被應用最為廣泛的材料，也是第一代半導體材料。隨著科技發展、新材料研發手段加強，隨后不斷研發出全新的半導體材料，由此在促進社會進步、拉動經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志性的第二代半導體材料，以氮化合物為代表的第三代半導體材料。隨著科技發展，半導體材料具備大尺寸、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，探討我國應當全面發展的半導體材料。

（一）對于砷化鎵化合物進行全面發展

從應用水平與提煉技術角度來看，我國砷化鎵化合物的發展情況與世界發達國家相比，仍存在極大的差距。從政府層面來講，應當起到相應的引導作用，以此可以保證我國砷化鎵化合物研發企業采用強強合作、強強聯手的方式，通過整合技術優勢與資源優勢，對于我國砷化鎵化合物材料能力進行提高與優化，這樣也能為企業帶來相應的社會效益與經濟效益。

（二）發展新型的硅材料

半導體硅材料作為傳統半導體材料，在多個領域得到了廣泛的應用，所以對于我國來說，需要利用新技術做好半導體新型硅材料研發工作，不斷縮小與發達國家之間的差距。比如通過加大投入力度，將理論與實際聯合起來，培養出更多優秀的研發人才，特別是培養出可以操作新型技術、新型高科技硅材料提取設備的專業人才，由此可以提高我國電子科學技術質量與水平，并且保證我國經濟重新散發出光芒，為我國經濟發展貢獻力量。

（三）一維微結構與超晶管共同發展

在電子產品發展與集成電路應用過程中，人們對于半導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，同時在原有的基礎上做好創新。特別是創新傳統晶體管生產模式，從我國當前經濟水平出發，不斷提高一維微結構材料與超晶管應用水平與研發程度，雖然我國對于一維微結構半導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體材料研發力度，以此可以促進我國經濟更好發展，滿足人們生活所提出的各項要求。

五、結束語

綜上所述，對電子科學技術當中半導體材料未來所具備的發展趨勢進行認真仔細的分析后，筆者發現，通過深入了解有利于我國從當前研發成果入手，將國外先進材料引進其中做好吸收、消化、創新、研究，全面提高我國半導體材料研發水平與質量，最終可以推動我國社會進步，拉動經濟發展。

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