探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势,,白探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势

摘 要 随着我国社会的不断发展，我国已经全面步入知识经济的时代。在我国持续实行科技兴国和人才强国战略的同时，还充分肯定了科技才是第一生产力，创新才是发展的动力的理念。电子科学技术作为一种创新技术在我国的各个领域都得到了广泛的运用和充分的发展，它的研究和发展对于推动我国实现科技强国和电子工业产业化发展的目标都有着重要的意义。半导体材料是电子科学技术领域进行研究和生产所必需的基本物质。我国的半导体材料发展迅猛，从第一代半导体材料不断发展成为现在的第三代半导体材料，都体现着我国的半导体材料发展正在朝着高度集成化、低尺寸、禁带宽度更宽的趋势发展。本文主要基于上述背景对我国现阶段电子科学技术中的半导体材料的发展趋势进行了深入的分析和研究。希望本文能够给相关读者朋友提供一点小小的帮助和启示。

关键词 电子科学技术;半导体材料;发展趋势;特征尺寸

前言

众所周知，改革开放以来我国的经济取得了显著性提高，综合国力和科技实力明显增强。与此同时，我国的半导体材料也取得了极大的发展和进步。半导体材料在电子科学技术中有着较为广泛的运用，并且历经了几个不同的发展阶段。我国早期出现的半导体材料主要是锗、硅、镍等金属类元素，其在我国地表有较为广泛的分布，并且提取成本较低，因此得到了普遍的运用。随着科学技术的不断发展，为了满足社会发展对新型半导体材料的要求，我国的科研人员不断研制和改进半导体材料，直到现在研发出新型的复合半导体材料，它们大多数是以化合物的形式呈现，具备了多种元素的优点而共同发挥着作用。像现阶段比较常见、使用比较广泛的碳化硅、氧化锌等第三代半导体材料就是典型代表。

1 我国电子科学技术发展进程中的半导体材料分析

1.1 元素类半导体材料在我国电子科学技术的发展初级阶段得到了广泛的运用

在我国，锗、硅等金属元素是最早被用作半导体材料的元素，它们具有典型的加工性能优良、存量较大、制作工艺成熟的优势，因此得到了大规模的使用。锗元素的发现时间比较早，但是其化学性质比较活泼，容易和周围环境或半导体设备中的元素发生化学反应形成氧化产物，对半导体的性能产生一定的影响。其在红外光学领域及太阳能电池领域都有着非常强大的表现特性，因此也被广泛应用于上述领域。硅元素在地表上含量较多，开发利用程度较大，在半导体材料方面也有着广泛地运用[1]。

1.2 我国电子科学技术发展进程中的大化合物类半导体材料的分析

现阶段我国的半导体发展进程中所使用到的大化合物半导体一般情况下特定族类的化合物以及经过一定程度氧化反应后的化合物，类似于固态晶体半导体材料。此外，在化合物半导体材料发展进程中，还存在着有机半导体和玻璃半导体等非晶体状态属性的半导体材料，也在电子科学技术领域有着一定的运用。

2 我国电子科学技术发展进程中的半导体材料使用阶段的变化分析

在我国电子科学技术发展进程中，半导体材料硅满足摩尔定律的规律不断向前发展。至今为止，半导体材料硅的集成度已经几乎达到了理论上的临界值，晶体管的尺寸也越来越精细。但是由于硅材料本身在禁带宽度和空穴迁移率方面有着材料属性的缺陷，因此很难满足我国半导体材料发展的要求，在后续的研发中也受到了很大程度的制约。于是，新型的二代乃至三代化合物半导体材料逐渐取代了传统的半导体材料硅，开始在国内的科学技术领域中得到了广泛的运用[2]。

3 我国现阶段新兴半导体材料的发展趋势分析

在我国社会和经济不断发展的大背景下，我国科学技术对于半导体材料性能的要求也日益提升。因此，为了满足我国科技发展对半导体材料的要求，就需要对半导体材料進行不断改进和优化创新。目前，人们对半导体材料比较关注的重点在于集成度、能耗水平以及成本方面。随着半导体材料的不断发展，如今第三代半导体材料能够很好地解决和弥补第一代和第二代半导体材料中存在的缺陷，并得到了广泛的运用。可以看出，我国的半导体材料发展速度还是很迅猛的[3]。

4 创新性半导体材料在我国电子科学技术领域的应用分析

4.1 半导体材料碳化硅在我国电子科学技术领域的应用分析

碳化硅是一种典型性较高的半导体材料，本身的导热性和稳定性都比较强，对于对导热性能和稳定性能要求较高的领域有着较为广泛的运用。目前碳化硅主要在太阳能电池、发电传输、军工行业以及卫星通信等领域应用广泛。碳化硅材料主要由于自身具备优良的环境友好性能，符合我国提出的可持续发展要求，作为一种创新型半导体材料，在不久的将来将会有着更为广泛的运用前景[4]。

4.2 半导体材料氧化锌在我国电子科学技术领域的应用分析

氧化锌也是一种创新型半导体材料，具有反应快，集成度和灵敏度高的优势，在我国的光学材料以及传感器领域有着广泛的运用。氧化硅类半导体符合我国半导体材料的微型化和集成化发展方向。此外，其环保性能也较强，成本也不高，因此氧化锌材料作为半导体材料有着较为广阔的运用前景和发展动力。在不久的将来，半导体材料将会更加活跃地出现在人们的视野当中，凭借着自身出色的性能优势，半导体材料将会发展的越来越好[5]。

5 结束语

综上所述，我们可以看到，半导体材料的确在电子科学技术的发展过程中发挥着重要的作用。我国的半导体材料发展也经历过由锗、硅、镍等一代材料转变为二代再升级为碳化硅、氧化锌等第三代半导体材料。但是，我们仍要看到我国的半导体材料研制和创新与世界发达国家之间的差距，不断提升自我的创新意识和创新能力，努力进行半导体材料的创新和改良研究，为我国电子科学技术的长期稳定发展奠定坚实的基础，也为我国科技实力的提升做出应有的贡献。

参考文献

[1] 王欣.电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].通讯世界， 2016，（08）：237.

[2] 王占国.半导体材料发展现状与趋势[J].世界科技研究与发展， 1998，（05）：51-56.

[3] 杨吉辉.光伏半导体材料和Cu基存储材料的第一性原理研究[D].上海：复旦大学，2013.

[4] 张绍辉，张金梅.主要半导体材料的发展现状与趋势[J].科技致富向导，2013，（12）：72.

[5] 蒋荣华，肖顺珍.半导体硅材料的进展与发展趋势[J].四川有色金属，2000，（03）：1-7.