论文-浅谈半导体材料的应用

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半导体的原理与应用论文

半导体的原理与应用论文

半导体的原理与应用论文1. 引言1.1 背景介绍半导体是一种介于导体(如金属)和绝缘体(如木材)之间的材料,具有独特的电学特性,因此在现代科技领域有广泛的应用。

本文将介绍半导体的基本原理,并探讨其在各个领域中的应用。

1.2 研究目的本文的目的是深入理解半导体的工作原理,并探索其在电子、光电子、通信等领域的应用。

通过了解半导体的原理和应用,可以更好地理解现代科技的发展趋势。

2. 半导体的基本原理半导体材料的基本特性可以通过能带理论来解释。

能带是电子能量与动量的关系图,通过填充和空缺的方式来描述电子在原子中的位置。

半导体材料的能带结构可以分为价带和导带,电子在价带中移动时,可以传导电流,而电子在导带中移动时,则无法传导电流。

半导体的导电性可以通过掺杂来改变。

掺杂是指将其他原子引入原始半导体材料中,这些掺杂原子具有不同的价电子数。

通过控制半导体中的杂质浓度和类型,可以调节材料的导电性能,使其适用于不同的应用。

3. 半导体的应用3.1 电子应用半导体在电子领域中有广泛的应用,例如: - 晶体管:半导体三极管和场效应晶体管是现代电子设备中最基本的元件之一,用于放大和开关电子信号。

- 集成电路:半导体集成电路(IC)是现代计算机和通信设备中的核心部件,通过在一小片半导体上整合数百万个晶体管和其他元件,实现复杂的电子功能。

- 发光二极管(LED):LED是一种能够将电能转化为光能的设备,广泛应用于照明、显示和通信等领域。

- 半导体激光器:激光器利用半导体材料的特性产生高度聚焦的光束,广泛应用于激光打印机、激光切割和医疗设备等领域。

3.2 光电子应用半导体材料的光学特性使其在光电子领域中具有重要应用,例如: - 太阳能电池:光照射在半导体材料上时,产生的光生电子和空穴可以通过结构设计,将太阳能转化为电能,广泛应用于可再生能源领域。

- 光电探测器:利用半导体材料对光的敏感性,可以实现高精度的光电探测和测量,广泛应用于科学研究、通信和工业领域。

半导体材料论文

半导体材料论文

半导体材料论文
半导体材料是一种在电学上表现介于导体和绝缘体之间的材料。

它具有在一定
条件下能够导电的特性,但在其他条件下又表现出绝缘体的特性。

半导体材料在现代电子技术中起着至关重要的作用,广泛应用于集成电路、太阳能电池、光电器件等领域。

半导体材料的研究始于20世纪初,随着科学技术的发展,人们对半导体材料
的认识不断深化,材料的种类也在不断扩展。

目前,常见的半导体材料主要包括硅、锗、砷化镓、氮化镓等。

这些材料在电子、光电子等领域都有着重要的应用价值。

半导体材料的性能对于电子器件的性能有着至关重要的影响。

例如,半导体材
料的载流子浓度、迁移率、能隙等参数都会直接影响器件的性能。

因此,对于半导体材料的研究和探索显得尤为重要。

近年来,随着人们对能源、环境等问题的关注,半导体材料在太阳能电池、光
电器件等方面的应用越来越受到重视。

例如,砷化镓材料在光电器件中具有较高的光电转换效率,被广泛应用于激光器、LED等领域。

而氮化镓材料在太阳能电池
中也表现出较高的光电转换效率,成为太阳能电池领域的研究热点之一。

除了在电子器件领域的应用外,半导体材料在生物医学、光通信等领域也有着
广泛的应用前景。

例如,砷化镓材料在激光医疗设备中的应用,氮化镓材料在光通信中的应用等,都展现出了半导体材料在不同领域的巨大潜力。

总的来说,半导体材料作为一种介于导体和绝缘体之间的材料,具有着独特的
电学性能和广泛的应用前景。

随着科学技术的不断进步,相信半导体材料在未来会有更广泛的应用,为人类社会的发展做出更大的贡献。

半导体历史状况及应用论文

半导体历史状况及应用论文

半导体历史状况及应用论文半导体历史状况及应用论文半导体是一类能够在一定条件下既能导电又能绝缘的材料。

半导体技术的发展对现代电子技术、通信技术、信息技术等领域产生了深远的影响。

下面将从半导体的历史状况和应用两个方面展开,进行论述。

一、半导体历史状况半导体的历史可以追溯到19世纪末。

1883年,美国科学家霍尔斯特(Holst)通过对铜砷矿石的研究,首次发现了半导体的性质。

1897年,赖特(Wright)发现了由硒制成的曲面薄膜能够产生电流。

但是,当时对半导体的潜在应用并没有太多认识。

20世纪初,德国科学家恩斯特·约瑟夫·罗素(Ruska)发明了电子显微镜,使得人们可以直接观察到物质的微观结构。

这对于半导体研究起到了重要的推动作用。

此后,人们对半导体材料性质的研究取得了突破性进展。

20世纪50年代,半导体材料的研究进入了一个新的阶段。

德国物理学家布朗(Georg von Bogdanovich Brown)首次提出“掺杂”这个概念,通过在半导体材料中引入杂质元素,改变了材料的导电性质。

这一发现使半导体材料的应用领域得到了极大的拓展。

1951年,美国贝尔实验室的三位科学家肖克利(William Shockley)、巴丁(John Bardeen)和布瑞顿(Walter H. Brattain)合作发明了第一台晶体管,这一发明被认为是半导体技术的重要里程碑。

晶体管的发明使得电子技术进入了一个新时代,开启了半导体技术的广泛应用。

二、半导体应用半导体技术的应用广泛涉及到电子技术、通信技术、信息技术等多个领域。

1. 电子技术领域:半导体是电子器件的重要组成部分。

从最早的晶体管到如今的集成电路,半导体技术在电子技术领域得到了广泛应用。

半导体材料的导电性能可以通过不同掺杂方式进行调控,从而实现不同类型的电子器件。

2. 通信技术领域:半导体技术在通信领域的应用主要体现在光通信领域。

光通信是一种通过光信号进行数据传输的技术,而半导体激光器就是其中的关键设备。

半导体的应用论文

半导体的应用论文

半导体是如何应用的?硅是集成电路产业的基础,半导体材料中98%是硅,半导体硅工业产品包括多晶硅、单晶硅(直拉和区熔)、外延片和非晶硅等,其中,直拉硅单晶广泛应用于集成电路和中小功率器件。

区域熔单晶目前主要用于大功率半导体器件,比如整流二极管,硅可控整流器,大功率晶体管等。

单晶硅和多晶硅应用最广。

中彰国际(SINOSI)是一家致力于尖端科技、开拓创新的公司。

中彰国际(SINOS)能够规模生产和大批量供应单晶硅、多晶硅及①4〃-①6〃直拉抛光片、①3〃-①6〃直拉磨片和区熔NTC磨片并且可以按照国内、外客户的要求提供非标产品。

1. 单晶硅单晶硅主要有直拉和区熔区熔(NTD单晶硅可生产直径范围为:①1.5 〃-①4〃。

直拉单晶硅可生产直径范围为:①2〃-①8〃。

各项参数可按客户要求生产。

2. 多晶硅区熔用多晶硅:可生产直径① 40mm■①70mm直径公差(Toleranee)< 10% 施主水平〉300Q . cm,受主水平〉3000Q . cm,碳含量v 2X 1016at/ cm3。

各项参数可按客户要求生产。

3. 切磨片切磨片可生产直径范围为:①1.5 〃-①6〃。

厚度公差、总厚度公差、翘曲度、电阻率等参数符合并优于国家现行标准,并可按客户要求生产。

抛光片抛光片可生产直径范围为:① 2〃①6〃,厚度公差、总厚度公差、翘曲度、平整度、电阻率等参数符合并优于国家现行标准,并可按客户要求生产高纯的单晶硅棒是单晶硅太阳电池的原料,硅纯度要求99.999 %。

单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池,它的构和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。

为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。

有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。

单晶硅是转化太阳能、电能的主要材料。

在日常生活里,单晶硅可以说无处不在,电视、电脑、冰箱、电话、汽车等等,处处离不开单晶硅材料;在高科技领域,航天飞机、宇宙飞船、人造卫星的制造,单晶硅同样是必不可少的原材料。

半导体材料的应用及发展趋势

半导体材料的应用及发展趋势

半导体材料的应用及发展趋势首先,半导体材料在电子器件领域有着广泛应用。

半导体材料能够用于制造各种微电子器件,如晶体管、二极管、场效应晶体管等。

这些器件可以用于放大、开关、整流等电子功能,广泛应用于计算机、手机、电视等电子产品中。

此外,半导体材料还用于制造集成电路,使电子器件的体积更小、性能更强大。

其次,半导体材料在光电子器件领域也有重要应用。

半导体材料能够转换电能和光能之间相互转化。

例如,光电二极管可以将光信号转化为电信号,用于接收光信号的传输与检测;而激光二极管则可以将电信号转化为光信号,用于激光器的制造。

此外,半导体材料还可以制造太阳能电池,将太阳能转化为电能,用于太阳能发电。

另外,半导体材料在传感器领域也有广泛应用。

半导体材料的电学性质可以随温度、光照、压力等环境参数的变化而发生变化,从而实现对环境参数的测量。

例如,温度传感器可以利用半导体材料的温度敏感性制成,用于测量温度变化;光传感器可以利用半导体材料的光电转换特性制成,用于检测光强变化。

这些传感器广泛应用于工业控制、环境监测、医疗器械等领域。

在能源领域,半导体材料也有着重要的应用。

半导体材料能够进行光电转换,将光能转化为电能。

因此,半导体材料被广泛应用于太阳能电池的制造。

太阳能电池能够直接将太阳光转化为电能,实现清洁的能源转换。

此外,半导体材料还可以用于制造热电材料,将热能转化为电能,实现废热的利用。

未来,半导体材料的应用及发展趋势主要体现在以下几个方面:首先,随着电子技术的发展,对于更高性能的半导体材料的需求也在不断增加。

新材料的研发将成为半导体材料的一个重要方向。

例如,二维材料、有机透明导电材料等新材料的研发将进一步推动半导体材料的应用领域。

其次,半导体材料还将进一步向微纳电子器件、柔性电子器件等方向发展。

随着电子器件越来越小型化和柔性化,对半导体材料的要求也越来越高。

例如,对于柔性电子器件来说,半导体材料需要具备高柔韧性和可形变性。

半导体的应用领域(3篇)

半导体的应用领域(3篇)

第1篇一、电子器件领域1. 集成电路(IC)集成电路是半导体技术中最具代表性的应用之一。

集成电路将大量晶体管、电阻、电容等元件集成在一个芯片上,具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点。

集成电路广泛应用于计算机、通信、消费电子、工业控制等领域。

2. 显示器半导体显示器是半导体技术的重要应用之一,主要包括液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)和量子点显示器(QLED)等。

这些显示器具有高分辨率、高亮度、低功耗等特点,广泛应用于电视、手机、电脑、车载显示屏等领域。

3. 光电子器件光电子器件是利用半导体材料的光电特性制成的器件,主要包括发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、光电二极管(PD)等。

这些器件在照明、通信、医疗、安防等领域具有广泛应用。

二、通信领域1. 无线通信半导体技术在无线通信领域得到了广泛应用,如手机、无线网卡、无线充电等。

半导体器件在无线通信中起到了关键作用,如射频放大器、滤波器、功率放大器等。

2. 光通信光通信是利用光波在光纤中传输信息的一种通信方式。

半导体技术在光通信领域发挥着重要作用,如光发射器、光接收器、光开关等。

三、计算机领域1. 中央处理器(CPU)CPU是计算机的核心部件,半导体技术在CPU的发展中起到了关键作用。

随着半导体工艺的进步,CPU的性能不断提升,使得计算机的运算速度越来越快。

2. 内存内存是计算机中用于存储数据和指令的部件。

半导体技术在内存的发展中起到了关键作用,如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等。

四、消费电子领域1. 手机手机是半导体技术的重要应用领域之一。

随着半导体工艺的进步,手机的功能越来越强大,如高性能处理器、高清摄像头、大容量电池等。

2. 数字相机数字相机是半导体技术的重要应用领域之一。

半导体技术在数字相机中起到了关键作用,如高性能图像传感器、图像处理芯片等。

五、医疗领域1. 医疗成像设备半导体技术在医疗成像设备中得到了广泛应用,如X射线成像、CT扫描、核磁共振成像(MRI)等。

半导体材料的应用与发展

半导体材料的应用与发展

半导体材料的应用与发展半导体材料是指介于导体和绝缘体之间的材料,具有导电度数小、电阻率大的特点。

由于这种特性,半导体材料被广泛应用于电子技术中,如集成电路、太阳能电池、发光二极管等方面。

本文将从这些应用方面探讨半导体材料的应用与发展。

一、集成电路集成电路(Integrated Circuit, IC)是指将各种电子元器件(包括晶体管、电容、电感等)集成到一块半导体片上,通过布线和连接,实现电路功能。

集成电路的出现大大降低了电子设备的体积和成本,为电子技术的发展提供了基础。

这其中,半导体材料是集成电路制造中的关键材料。

目前,集成电路的制造主要包括两种方法:晶圆制造和系统级封装。

晶圆制造是将所有的电子元器件集成到同一个半导体片上,再进行连接和测试。

这种方法制造的集成电路,具有高集成度和较小的体积,但也存在着缺陷,如散热问题和成本高等。

系统级封装则是将各个电子元器件分别制造后再组装起来,这种方法的成本相对较低,但也存在集成度不高的问题。

二、太阳能电池太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,使用半导体材料制成。

太阳能电池主要由P型半导体和N型半导体组成,它们之间通过P-N结相互联系。

当太阳光照射在P-N结上时,会产生电子和空穴的复合,从而产生电能。

太阳能电池的发展受到成本和转化效率的制约。

目前,主流的太阳能电池是硅太阳能电池,但成本较高,转化效率也不是很高。

为了解决这些问题,研究人员开始探索其他材料的应用,如氢化铟镓锗、碲化铟等材料。

这些材料具有更高的转化效率和更低的成本,有望成为未来太阳能电池的主流材料。

三、发光二极管发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一种利用半导体电子和空穴复合释放出的能量而发出可见光的二极管。

LED具有寿命长、能耗低等优点,被广泛应用于灯具、显示屏等领域。

目前,LED的应用已经逐步扩大,从室内照明到汽车照明、户外广告牌等领域。

而且,随着半导体材料的不断发展,LED的发展也愈加迅速。

半导体 毕业论文

半导体 毕业论文

半导体毕业论文半导体:探索未来科技的基石引言:在当今科技发展迅猛的时代,半导体作为一种关键材料,已经成为现代生活和工业生产的基石。

它的应用范围广泛,从电子设备到通讯技术,从能源领域到医疗科学,无不离开半导体的支持。

本文将探讨半导体的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势,旨在展示半导体技术对于人类社会的巨大影响和潜力。

一、半导体的基本原理半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料,其电导率介于两者之间。

这种特性源于半导体晶体中的电子能级结构。

通过控制材料中的杂质浓度和制造工艺,可以调节半导体的电导率,从而实现对电流的控制。

半导体的基本原理为现代电子学的发展提供了坚实的基础。

二、半导体的应用领域1. 电子设备半导体是电子设备中最重要的组成部分。

从智能手机到电脑、电视,几乎所有现代电子产品都离不开半导体芯片。

半导体的微小尺寸和高度集成的特点,使得电子设备越来越小型化、高效化和功能强大化。

2. 通讯技术半导体在通讯技术中扮演着重要角色。

无线通信、光纤通信、卫星通信等都依赖于半导体器件。

半导体的高速开关特性和信号放大能力,使得信息传输更加快速和稳定。

3. 能源领域半导体技术在能源领域的应用也日益重要。

太阳能电池板、LED灯、电动汽车等都离不开半导体器件。

半导体的光电转换效率高和能量损耗小的特点,为可再生能源的发展提供了强有力的支持。

4. 医疗科学半导体技术在医疗科学中的应用也日益广泛。

例如,生物芯片可以用于基因检测和疾病诊断,人工智能和机器学习可以应用于医学影像处理和疾病预测。

这些应用将大大提高医疗水平和人类生活质量。

三、半导体的未来发展趋势1. 三维集成电路随着电子设备的不断发展,对于更高性能和更小尺寸的需求也越来越迫切。

三维集成电路技术可以将多个晶体管层叠在一起,大大提高芯片的集成度和性能。

这一技术的发展将推动电子设备的进一步革新。

2. 新型材料除了传统的硅材料,新型半导体材料也在不断涌现。

例如,石墨烯、氮化镓等材料具有优异的电子特性,有望在未来取代硅材料,推动半导体技术的进一步发展。

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浅谈半导体材料的应用摘要:半导体材料是近年来新兴的一种材料,它作为一种新型材料,越来越受到人们的青睐。

在人们生活中,受到了相当广泛的应用。

另外,半导体材料也是军事国防科学中必不可少的材料之一。

作为一种新型材料,半导体材料有着很重要的地位。

关键词:半导体;生活;材料;电工学;0 引言20世纪中叶,单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功,导致了电子工业革命;70年代光纤通讯技术迅速发展并逐步形成高新技术产业,是人类进入信息时代;超晶格概念的提出及其半导体超晶格,量子阱材料的诞生,改变了光电器件的发展,纳米技术的发展与运用使得半导体进入纳米时代。

然而半导体材料的价值仍在于它的光学,电学及其他各种特性,自硅出现在很长时间内,硅仍将是大规模集成电路的主要材料,如在军事领域中应用的抗辐射硅单体(NTD),高效太阳能电池用硅单体,红外CCD器件用硅单体的等。

随着半导体技术的发展和半导体材料的研究,微电子技术朝着高密度,高可靠性方向发展,各种各样新的半导体材料出现,而GaAs和InP基材料等还是化合物半导体及器件的主要支柱材料。

与此同时以硅材料为核心的当代微电子技术趋向于纳米级。

1 半导体材料的概念与特性当今,以半导体材料为芯片的各种产品已广泛进入人们的生活生产中,电视机,电子计算机,电子表等等,半导体材料为什么会拥有如此巨大的应用,我们需要从半导体材料的概念和特性开始了解。

半导体材料是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。

半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,其电导率在10(U-3)~10(U-9)欧姆/厘米范围内。

在某些情况下,半导体具有导电的性质。

首先,一般的半导体材料的电导率随温度的升高迅速增大,各种热敏电阻的开发就是利用了这个特性;其次,杂质掺入对半导体的性质起着决定性的作用,他们可使半导体的特性多样化,使得PN结形成,进而制作各种二极管和三极管;再次,半导体的电学性质会因光照引起变化,光敏电阻随之诞生;一些半导体具有较强的温差效应,可以利用它制作半导体制冷剂等;化合物半导体还具有超高速,低功耗,多功能,抗辐射等特性,在智能化,光纤通信等领域具有广泛运用;半导体基片可以实现原器件集中制作在一个芯片上,于是产生了各种规模的集成电路,正是由于半导体材料的各种各样的特性使得半导体材料拥有多种多样的用途,在科技发展和人们的生活中起到十分重要的作用。

2 半导体的分类与制备2.1 半导体的分类半导体材料是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。

半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围内。

半导体材料可按化学组成来分,再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。

按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、化合物半导体、有机半导体、固溶体半导体和非晶态与液态半导体。

元素半导体大约有十几种,处于ⅢA族—ⅦA族的金属元素与非金属元素交界处,如Ge,Si,Se,Te等;化合物半导体分为二元化合物半导体和多元化合物半导体;有机半导体分为有机分子晶体、有机分子络合物、和高分子聚合物,一般指具有半导体性质的碳-碳双键有机化合物,电导率为10-10~102Ω·cm。

固溶体半导体是由两个或多个晶格结构类似的元素化合物相融合而成,有二元系和三元系之分,如ⅣA-ⅣA组成的Ge-Si固溶体,ⅤA-ⅤA组成的Bi-Sb固溶体。

原子排列短程有序、长程无序的半导体成为非晶态半导体,主要有非晶硅、非晶锗等。

2.2半导体的制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求,包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。

半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。

常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

所有的半导体材料都需要对原料进行提纯,要求的纯度在6个“9”以上,最高达11个“9”以上。

提纯的方法分两大类,一类是不改变材料的化学组成进行提纯,称为物理提纯;另一类是把元素先变成化合物进行提纯,再将提纯后的化合物还原成元素,称为化学提纯。

物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等,使用最多的是区域精制。

化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等,使用最多的是精馏。

由于每一种方法都有一定的局限性,因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。

绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上做出的。

成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。

直拉法应用最广,80%的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的,其中硅单晶的最大直径已达300毫米。

在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法,用此法已生产出高均匀性硅单晶。

在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法,用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。

悬浮区熔法的熔体不与容器接触,用此法生长高纯硅单晶。

水平区熔法用以生产锗单晶。

水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶,而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。

用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。

在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。

外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。

工业生产使用的主要是化学气相外延,其次是液相外延。

金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。

非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。

3 半导体材料的应用3.1元素半导体材料硅在当前的应用相当广泛,他不仅是半导体集成电路,半导体器件和硅太阳能电池的基础材料,而且用半导体制作的电子器件和产品已经大范围的进入到人们的生活,人们的家用电器中所用到的电子器件80%以上与案件都离不开硅材料。

锗是稀有元素,地壳中的含量较少,由于锗的特有性质,使得它的应用主要集中与制作各种二极管,三极管等。

而以锗制作的其他钱江如探测器,也具有许多的优点,广泛的应用于多个领域。

有机半导体材料具有热激活电导率,如萘蒽,聚丙烯和聚二乙烯苯以及碱金属和蒽的络合物,有机半导体材料可分为有机物,聚合物和给体受体络合物三类。

有机半导体芯片等产品的生产能力差,但是拥有加工处理方便,结实耐用,成本低廉,耐磨耐用等特性。

3.3非晶半导体材料非晶半导体按键合力的性质分为共价键非晶半导体和离子键非晶半导体两类,可用液相快冷方法和真空蒸汽或溅射的方法制备。

在工业上,非晶半导体材料主要用于制备像传感器,太阳能电池薄膜晶体管等非晶体半导体器件。

3.3.4化合物半导体材料化合物半导体材料种类繁多,按元素在周期表族来分类,分为三五族,二六族,四四族等。

如今化合物半导体材料已经在太阳能电池,光电器件,超高速器件,微波等领域占据重要位置,且不同种类具有不同的应用。

总之,半导体材料的发展迅速,应用广泛,随着时间的推移和技术的发展,半导体材料的应用将更加重要和关键,半导体技术和半导体材料的发展也将走向更高端的市场。

4 半导体材料的发展趋势电子信息材料的总体发展趋势是向着大尺寸、高均匀性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向发展。

当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子材料等。

随着电子学向光电子学、光子学迈进,微电子材料在未来5~10年仍是最基本的信息材料。

电子、光电子功能单晶将向着大尺寸、高均匀性、晶格高完整性以及元器件向薄膜化、多功能化、片式化、超高集成度和低能耗方向发展。

半导体微电子材料由单片集成向系统集成发展。

微电子技术发展的主要途径是通过不断缩小器件的特征尺寸,增加芯片面积以提高集成度和信息处理速度,由单片集成向系统集成发展。

1、Si、GaAs、InP等半导体单晶材料向着大尺寸、高均质、晶格高完整性方向发展。

椎8英寸硅芯片是目前国际的主流产品,椎12英寸芯片已开始上市,GaAs芯片椎4英寸已进入大批量生产阶段,并且正在向椎6英寸生产线过渡;对单晶电阻率的均匀性、杂质含量、微缺陷、位错密度、芯片平整度、表面洁净度等都提出了更加苛刻的要求。

2、在以Si、GaAs为代表的第一代、第二代半导体材料继续发展的同时,加速发展第三代半导体材料——宽禁带半导体材料SiC、GaN、ZnSe、金刚石材料和用SiGe/Si、SOI等新型硅基材料大幅度提高原有硅集成电路的性能是未来半导体材料的重要发展方向。

3、继经典半导体的同质结、异质结之后,基于量子阱、量子线、量子点的器件设计、制造和集成技术在未来5~15年间,将在信息材料和元器件制造中占据主导地位,分子束外延MBE 和金属有机化合物化学汽相外延MOCVD 技术将得到进一步发展和更加广泛的应用。

4、高纯化学试剂和特种电子气体的纯度要求将分别达到lppb~0.1ppb和6N级以上,0.5μm以上的杂质颗粒必须控制在5个/毫升以下,金属杂质含量控制在ppt级,并将开发替代有毒气体的新品种电子气体。

参考文献:[1]周立军半导体材料的发展及现状半导体情报第38卷第1期2001年2月[2]葛生燕刘辉半导体材料的探析与运用科技向导2010年第5期(上)[3]靳晓宇半导体材料的应用与发展研究大众商务2009年6月(总第102期)[4]王占国半导体材料研究的新进展半导体技术第27卷第3期2002年3月[5]王占国纳米半导体材料的制备技术微纳电子技术2002年第1期2002年2月[6]郝斌温凯浅谈化合物半导体材料电脑知识与技术第6卷第5期2010年2月[7]彭杰浅析几种半导体材料的应用与发展硅谷2008年第10期2008年[9]梁俊吾中国半导体的创新发展之路中国工程院化工、冶金与材料工程学部第五届学术会议会议论文2005年。

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