对电子科学技术中的半导体材料发展趋势浅析

谭永麟 / 天津市环欧半导体材料技术有限公司

对电子科学技术中的半导体材料发展趋势浅析

谭永麟 / 天津市环欧半导体材料技术有限公司

在现代技术飞速发展的大环境下，电子科学技术在人们生活中所占据的位置越发重要，同时也渗透到各领域，这对于现代化、新兴产业技术发展也起到较好的推动作用。而半导体材料作为电子科技发展的重要基石，对电子工业产业产业发展提供了较好的发展方向，对促进其可持续发展具有积极作用。为此，本文重点对对电子科学技术中半导体材料的发展趋势作如下分析。

电子科学技术；半导体材料；发展趋势

1.引言

当前，随着半导体材料加工越来越精细化，在各个领域的应用也更加广泛，如晶体管、电子管、集成电路等，在计算机、通信领域中均得到广泛应用。基于国内经济飞速发展及社会需求的大环境下，国内很多半导体材料也得到了较好的发展。因此，为了进一步了解半导体材料在国内经济发展中起到的重要作用，应深入分析半导体材料在当前电子科学技术中的具体应用情况，以使其得到更好的应用及管理。

2.半导体材料在电子科学技术中的应用情况

2.1 光子晶体在电子科学技术中的应用

光子晶体属于一种微结构且能进行人工加工的半导体材料。在微电子技术飞速发展的推动下，光子晶体在很多产品中均得到广泛应用。但很多电子产品当中针对芯片质量、芯片水平、芯片运用安全性等方面，均有较高的要求，再加之电子产品常常会受体积限制，很难在生产技术、生产工艺等方面有较好的突破，对此，不断促进光子晶体在电子科学技术中的有效应用，已成为目前半导体材料的重要发展趋势[1]。

2.2 砷化镓单晶材料在电子科学技术中的应用

当前，砷化镓单晶材料在微型电子、电光材料中均得到较好的应用，且应用效果确切，这是因为子砷化镓单晶材料具有耐高温、抗辐射能力非常强等特征，而随着科技不断发展，砷化镓单晶材料在电路中的应用也越来越广。

2.3 半导体硅材料在电子科学技术中的应用

半导体硅材料是应用较广的半导体材料之一，在很多领域均得到广泛应用，对促进社会经济可持续发展、社会进步等方面所起到的作用非常明显。例如，国内很多电子产业，尤其是一些规模较大的集成电路，所选用的材料均为半导体硅材料，并在此技术上作进一步研究及应用。

3.半导体材料在电子科学技术中的发展趋势

二十世纪九十年代前，半导体应用材料主要以半导体硅材料为主，而后随着现代化网络信息技术快速发展，对于新型材料的研发越来越深入，部分新型半导体材料慢慢显现出来，将其应用到电子科学技术发展中，可较好的促进经济快速发展及推动社会进步。例如，砷化镓材料属于比较典型的第二代半导体材料， 氮化合物属于比较典型的第三代半导体材料。在时代不断发展及科技进步的大背景下，具有完整性、多功能的半导体材料已成为一个主要发展趋势。例如，一些规模较大的半导体材料很有可能会得到较大的发展空间，且在微电子技术发展方面，具有集成特点的芯片也会慢慢出现，并在微电子产品中得到较好的应用。因此，应从以下方面进一步分析半导体材料的具体发展趋势。

3.1 超晶管、一维微结构材料的发展趋势

随着电子产品不断发展及集成电路有效应用，对半导体材料的要求也变得越来越高，对此，在引入国外很多先进晶体提炼技术过程中，应该对所引入的现代化技术做进一步吸收、研发及创新，特别对一些传统的晶体管生产模式进行不断创新，以国内当前的经济发展水平，不断提高超晶管、一维微结构材料的研发及应用质量，尽管国内针对一维微结构半导体材料的研发还处在初期，但应充分明确半导体材料研发意义及研发价值[2]。例如，纳米晶体管技术研发重点是应用一维微结构半导体材料进行。也就是国内需要集中自己的财力、人力、物力资源 全面进行这些新型半导体材料的研发力度，使其对促进国内经济发展，满足人们生活发挥出重要的作用。

3.2 新型硅材料的发展趋势

导体硅材料属于一种传统类型的半导体材料，在很多领域均得到较好的应用，且应用价值非常高。鉴于此，针对国内各种新型技术来说，需应用新技术进行半导体新型硅材料研发工作，缩小和发达国家间的差距。例如，加大对半导体研发的投入力度，经理论联系实际方式培养更多优秀研发人才，特别是能操作新型高技术硅材料提取设备的专业人才，不断提升国内电子科学技术质量、水平。

3.3 碳化硅材料的发展趋势

由于碳化硅是自身所具有的导热性能相对于其它类型半导体材料来说稳定性是相对来说比较强的，因此，在某些对散热性要求 相对来说比较高的领域中得到了较为广泛的应用，现阶段碳化硅这种半导体材料在太阳能电池、发电传输以及卫星通信等各个领域中得到了比较深入应用[3]。除此之外，碳化硅这种半导体材料在军工行业中所得到的应用也是相对来说比较深入的，在某些国防建设相关工作进行的过程中都使用到的了大量的碳化硅。因为和碳化硅这种材料相关的 产业的数量是相对来说比较少的，当前国内碳化硅行业发展进程向前推进的速度是相对来说比较缓慢的，但是，该阶段国内经济发展进程由前推进的过程中，所重视的向着环境保护型的方向转变，碳化硅材料能够满足这一要求，为此，国内政府有关部门对碳化硅这一种创新型的半导体材料越发的重视了，且随着半导体行业整体发展进程持续向前推进，在未来国内碳化硅行业快速发展过程中，应用效果非常明显。

3.4 氧化硅材料的发展趋势

这对目前国内已经研发出来的各种创新型半导体材料，氧化锌属于一种创新型的半导体材料，氧化锌在光学材料、传感器等不同领域当中均得到较好的应用，且具有较高的应用价值[4]。这是因这种创新型半导体材料的反应速度非常快，集成度相、灵敏程度相都非常高，与现阶段国内传感器行业持续发展进程向前推进期间应该遵循的各种微型化宗旨非常适应，由于氧化锌此种创新型的半导体材料的原材料较丰富，应用优势主要表现为：环保性非常强、价格较便宜，因此，氧化锌此种创新型半导体材料在未来半导体材料应用中，发展前景较广。

3.5 氮化镓材料的发展趋势

氮化镓材料属于一种发热效果非常低、击穿效应非常强的半导体材料，氮化镓材料于高温大功率器件、高频微波器件中均有较好应用。而且氮化镓材料带隙非常宽，所以它在蓝光LED 中应用优势较显著，且当中LED衬底应用市场前景非常可观。对于此方面的应用，与国外相比较，国内在氮化镓材料产业发展过程，其起步非常晚，但随着应用范围不断扩大，在其他领域的应用也渐渐扩大，如新能源产业、光学探测、军工产业等领域当中，对于该方面的研发、投入力度均明显加大。

4.结语

综上阐述，本文经对电子科学技术发展中半导体材料的具体发展趋势展开上述分析，主要从超晶管、一维微结构材料，氮化镓材料，氧化硅材料，碳化硅材料，新型硅材料，超晶管、一维微结构材料等方面着手，便于国内应用当前的研究成果，积极引入新技术，并在应用、研究方面不断创新，从而提升国内半导体材料研发水平及质量，这对推动国内经济可持续发展、社会进步等方面具有重要参考意义。

[1]陈芳,魏志鹏,刘国军,等.扫描近场光学显微技术在半导体材料表征领域应用的研究进展[J].材料导报,2014,28(23):28-33.

[2]陈彩云,徐东.半导体材料的应用研究进展[J].山东工业技术,2016,20(9):219.

[3]胡凤霞.浅谈半导体材料的性能与应用前景[J].新教育时代电子杂志（教师版）,2016,15(13):267.

[4]吴菲菲,张亚茹,黄鲁成,等.基于专利的氧化锌宽禁带半导体材料技术中外比较[J].情报杂志,2015,25(11):62-68.