几种半导体材料的现状与发展趋势

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几种半导体材料的现状与发展趋势

作者：管世同

来源：《华夏地理中文版》2016年第01期

摘要：伴随着科技技术的不断提升，半导体材料也取得了长足的发展，目前，在电子通

信等领域中，半导体材料的应用十分普遍同时随着半导体材料的进一步发展，其必将在电子、通讯、纳米制造等行业中得到更为广泛的应用文章重点概述了几种半导体材料的现状以及未来发展趋势

关键词：半导体材料；现状；发展趋势

近年来，伴随着我国经济水平的不断提升，我国的电子产品的生产以及出口数量也相应提升半导体材料是电子产品中最为常用的一种材料，其介于导体和非导体之间，电阻率相对较低，经过相应的加工处理之后，能够制作成晶体管、电子管以及集成电路等等，直接决定了通信、计算机、网络等领域的发展可以说，现阶段，半导体材料的生产以及应用水平直接衡量了一个国家的综合国力因此探究半导体材料尤为必要。

一、几种常见的半导体材料的应用现状

（一）硅基发光材料的应用。Si是最重要且应用最广的半导体材料，是微电子工业和太阳能光伏工业的基础材料它具有储量丰富、化学稳定性好、无环境污染、大单晶、高纯度、可掺杂、高传导率、存在高度匹配的本征氧化物绝缘体等优点特别是，拥有高度兼容的高质量本征氧化物Si02，使Si区别于锗（Ge）和嫁砷（GaAs）等其他半导体材料成为半导体行业的基础材料。Si的这些优点确保了半导体微电子技术在过去40年一直遵循摩尔定律的预言持续高速发展。在硅技术的发展历程中，科学家们攻克了一个又一个原本被认为不可逾越的关键技术，例如在互补金属氧化物半导体（CMOS）技术中引入绝缘衬底上生长硅单晶（SOI），Site合

金和应变硅等不同的硅基材料改良。光刻的衍射极限触发了深紫外和极紫外光源以及先进的亚波长光刻技术的研究，维系了摩尔定律。当前微电子技术发展所面临的最为关键的障碍是金属互连的物理极限。把光子学器件和电子学器件集成在同一基片上，用光互连代替金属互连的光电集成技术被认为是突破金属互连物理极限的一个有效解决方案，该方案的成功实现还将催生其他的潜在应用。相对于金属导线，光数据通信提高了数据速率并避免了电磁干扰问题，特别地，它具有响应速度快、传输容量大、存储密度大、处理速度快、可微型化和集成化等优点，因此光电集成技术可以带来新的功能和实现电路板间、同一板上的芯片间，甚至同一芯片的不同核间更快的数据通信。硅基光电集成技术也可以应用于包括光交换阵列和光纤的光电组件在内的光通信其他领域。相对于其他半导体材料，硅晶片具有最低生产成本和最高单晶质量，是发展CMOS兼容的硅光子学工业的最好理由。一个基本的光子学系统包括了一个激光器、一个光调制器、一个光波导和一个光探测器等光子学器件。微电子技术中所有的组件都集成在单个晶片上，使用并行制造技术同时制作几十亿个单元。