半导体材料在电子科学技术中的应用

马琳

摘要：伴随着我国信息技术的飞速发展与电子科学技术的不断发展，各大行业利用电子科学技术的频次也在不断增加。其中应用半导体对电子科学技术起到至关重要的作用。从最初的半导体材料锗元素、硅元素等到现阶段使用的第三代半导体材料氧化锌、氧化硅等，能呈现出当前国内电子科学技术研发的半导体材料往禁带宽度更宽、集成度更高及低尺寸等方向迅速发展。其中半导体材料应用于通讯、纳米制造以及电子等行业给人们在生活生产中带来了很大的便利。

关键词：电子科学技术;半导体材料;发展;趋势

引言

半导体材料对我国社会发展建设领域起到至关重要的作用，伴随着第三代半导体的出现与不断发展应用，大幅度提升了其整体性能，电子科学技术行业及其他相关行业对半导体材料的性能及种类提出更为严格的要求。现阶段，科研工作人员以把半导体材料应用于电子科学技术当做关键研究课题，主要目的在于有效提升半导体器件的实用性与稳定性，让其在相关行业中拥有较好地发展。

1半导体材料在电子科学技术中的应用

硅元素、锗元素是第一代的半导体，其对人们日常生活生产起到至关重要的作用，硅元素和锗元素是第一代导体的关键材料，由于硅元素的储备量极大的特征，硅元素也是我国当前生产半导体所需的关键材料，锗是人类在研究半导体材料进程中最早发掘的元素，其在半导体设备运用过程中获得广泛应用。在国内研发电子科学技术的最初时期，由于锗元素具备灵活性的特征，因此极容易和半导体设备材料中用到的介电材料产生氧化还原反应，继而产生GEO，这种物质的出现很大程度上对半导体设备的应用性能带来相应的影响，还会直接造成人类在应用半导体过程中出现诸多问题，因此半导体设备在使用过程中出现异常的概率则会不断增加，且锗元素的产量低于硅元素的产量，为此在国内电子科学技术发展的刚起步时期对锗元素在半导体材料中的研究和应用力度相对于硅元素来说就比较少。不过在20世纪的时候，锗元素广泛运用于红外光线行业中，后来锗元素被对此应用的几率也在不断增加，最为明显的案例就是太阳能这一类新型能源的研发项目中运用到锗被氧化还原后的材料。

2半导体材料在电子科学技术中的应用趋势

2.1氧化锌的应用趋势

现阶段，氧化锌具有处理时间较短、运作功率低及成度高等特点，为此氧化锌在传感器器件制造以及光电行业等方面有较为广泛的运用。氧化锌的制作过程中，具有原材料较容易获得、制作成本投资较低、自然生态环境污染较小、较为便捷及应用效果显著等优点，使得氧化锌应用于半导体器件制造行业中具有较好的发展前景，值得大力宣传及推广应用。

2.2氮化镓的应用趋势

当前氮化镓的热量产生总量相对而言较低，且击穿电场的效果较佳，是现阶段应用于电子科学技术中较为常见的一种半导体材料。首先，由于氮化镓的热量产生率较低并散热效果显著，且其带隙较宽，可广泛运用于新型电子器件的制造中，比如：异质结场效应晶体管、金属场效应晶体管等半导体器件中。其次，由于氮化镓自身的带隙比较宽，涵盖了较宽的光谱色相范畴，为此其能够广泛运用于电子光电技术器件的制造生产，比如：蓝光LED灯系统。其在电子计算机的光盘读取技术、激光打印技术等多方面均有着较多的应用。各大电器器件制造商均逐步把氮化硅应用于电子科学技术生产和设计工作中。以此同时，氮化硅半导体材料也广泛运用于军工行业中的电子技术，比如：导弹预警系统的制造与设计工作中。

2.3碳化硅的应用趋势

现阶段较为常用的一种半导体材料就是碳化硅，其自身的性能较为稳定，还可完成规模化供应。碳化硅主要通过人工合成的方式产生，其化学性能较为稳定安全，具备较强的耐高温与导热性能等特征，可广泛运用于半导体器件制造生产中。碳化硅半导体材料可以在半导体器件的制造中起到至关重要的作用，未来碳化硅有可能成为第三代宽带隙半导体材料的制作生产中。同时，碳化硅还可以广泛运用于太阳能光伏发电、压电晶体制造生产与其配套加工材料、航空航天等产业，比如：太阳能电池、电力系统运输与保护，还可广泛应用于军工领域中，比如：喷气式飞机的刹车片、机身材料等多方面。碳化硅的制造生产和应用具有相应的环保性，符合我国建设节约型社会的发展目标。

2.4砷化镓的应用趋势

砷化镓是现阶段运用较为广泛的半导体材料，其属于先进的新型半导体材料，其对半导体材料中起到至关重要的作用。由于砷化镓受到自身特点的影响，与其他半导体元素材料相比较来说，其可以较好地适应功率高的运用环境，比如：雷达系统、手机的电路系统、遥感控制系统、卫星通信系统集成电路领域以及照明系统中。通过多年的进步与发展，砷化镓主要应用于光电材料及电子等方向，其还广泛应用于军事行业制造中，比如：电子激光制导导弹的制造中。

3结束语

总的来说，随着半导体材料的不断发展与改进，促进了各行各业的迅速发展，大幅度提升我国整体科学技术发展水准。国内市场对半导体材料的需求量正逐年递增，特别是在电子科学技术行业中，对新型高效的半导体器件提出更为严格的要求。若想让半导体材料性能更加优良，品种更加丰富，并可以有效把控成本之处，应用前景更为广泛。相关工作人员需在现阶段半导体材料的背景下不断创新、升级，这样方可让半导体材料品种更加丰富，应用更为广泛，使得半导体材料可以较好地应用于電子科学技术行业中。

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