探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势

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摘 要：现阶段我国经济发展进程向前推进的速度是相对来说比较稳定的，并且当今我国所处的时代是一个知识经济的时代，电子科学技术作为一种创新型的技术在我国各个领域中都得到了较为广泛的应用，它在现阶段我国新兴技术产业发展进程向前推进的过程中所起到的作用是相对来说比较重要的，半导体材料在电子科学技术发展进程向前推进的过程中所起到的作用是十分重要的，它在我国电子工业产业选择发展走向的过程中起到了决定性作用。从第一代的半导体材料硅、锗等具有鲜明代表性的半导体材料一直到现阶段电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到的碳化硅、氧化锌等第三代的半导体材料，现阶段我国电子科学技术行业中所需要使用到的半导体材料发展进程向前推进的过程中都是在朝着高集成度、低尺寸以及禁带宽度更宽的方向发展的，作者根据实际工作经验对现阶段我国半导体材料的发展趋势进行分析，以便于能够在我国电子科学技术行业发展进程向前推进的过程中起到一定程度的促进性作用。

关键词：电子科学技术；半导体材料；特征尺寸；发展；趋势

1 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到的半导体材料进行分析

1.1 元素类半导体材料在我国电子科学技术发展初级阶段得到了较为广泛的应用

作为出现最早并且得到了最为广泛的应用的第一代半导体材料，锗、硅是其中典型性相对来说比较强的元素半导体材料，第一代半导体材料硅因为存储量相对来说比较大、工艺也相对来说比较成熟，成为了现阶段我国所生产出来的半导体设备中得到了最为广泛的应用，锗元素是发现时间最早的一种半导体材料。在我国电子科学技术发展初级阶段因其本身所具有的活泼，容易和半导体设备中所需要使用到的介电材料发生氧化还原反应从而形成GEO，使半导体设备的性能受到一定程度的影响，致使人们在使用半导体设备的过程中出现各个层面相关问题的几率是相对来说比较高的，并且锗这种元素的产量相对于硅元素来说是比较少的，因此在我国电子科学技术发展初级阶段对锗这种半导体材料的研究力度是相对来说比较小的。但是在上个世纪八十年代的时候，锗这种半导体材料在红外光学领域得到了较为广泛的应用，并且发展速度是相对来说比较快的，在此之后，GE这种半导体材料在太阳能电池这个领域中也得到了较为广泛的应用。

1.2 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到大化合物半导体材料进行分析

现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到的化合物半导体一般情况下是可以分为第III和第V族化合物（例如在那个时期半导体设备中所经常使用到的半导体材料GaAs Gap以及石墨烯等等），第II和第VI族化合物（例如在半导体设备中所经常使用到的硫化镉以及硫化锌等等）、经过了一定程度的氧化反应后的化合物（Mn、Cu等相关元素经过了一定程度的氧化反应后形成的化合物）。在上文中所叙述的一些材料一般情况下都是属于固态晶体半导体材料所包含的范畴之内的，现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中研发出来的有机半导体与玻璃半导体等非晶体状态的材料也逐渐成为了半导体设备中所经常使用到的一种材料。

2 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中半导体材料使用阶段发生变化的进行分析

在现阶段我国半导体设备中所经常使用到的半导体材料硅遵循着摩尔定律所提出的要求发展进程不断的向前推进，现阶段我国半导体设备中所使用到的硅的集成度已经逐渐接近了极限范围，现阶段我国所研发出来的晶体管逐步向着10nm甚至7nm的特征尺寸逼近。但是因为硅材料本身在禁带宽度、空穴迁移率等各个方面存在一定程度的问题，难以满足现阶段我国科学技术发展进程向前推进的过程中对半导体材料所提出的要求，在10nm这个节点范围之中，GE/SIGE材料或许是可以代替硅材料成为半导体设备所需要使用到的主要材料的。在2015年的时候，IBM实验室在和桑心以及纽约州立大学纳米理工学院进行一定程度的相互合作之后推出了实际范围内首个7nm原型芯片，这一款芯片中所使用到的材料都是被人们称作黑科技的“锗硅”材料，取代了原本高纯度硅元素在半导体材料中所占据的主导地位。

3 对现阶段新兴半导体材料的发展趋势进行分析

因为在经济发展进程向前推进的背景之下，人们对半导体设备的性能所提出的要求也在不断的提升，人们对半导体设备中所需要使用到的半导体材料在集成度、能耗水平以及成本等各个方面提出的要求到达了新的高度。现阶段，第三代半导体材料已经之间的成为了半导体设备中使用到的主要材料之一，作为在第三代半导体材料中典型性相对来说比较强的材料：GaN、SIC以及zno等各种类型的材料在现阶段发展进程向前推进的速度都是相对来说比较快的。

4 对现阶段碳化硅这种材料的发展和在各个领域中得到的应用进行分析

碳化硅是一种典型性相对来说比较高的在碳基化合物所包含的范围之内的半导体材料，其本身所具有的导热性能相对于其它类型的半导体材料来说稳定性是相对来说比较强的，所以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的应用，在此之外，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，现阶段我国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，但是现阶段我国经济发展进程向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，所以我国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，随着半导体行业整体发展进程不断的向前推进，在不久的将来我国碳化硅行业的的发展一定会取得相对来说比较显著的成果的。

5 对现阶段我国所研发出来的创新型半导体材料氧化锌的发展趋势进行分析

作为一种创新型的半导体材料，氧化锌在光学材料以及传感器等各个领域中得到了较为广泛的应用，因为这种创新型的半导体材料具有反应速度相对来说比较快、集成度相对来说比较高以及灵敏程度相对来说比较高等一系列的特点，和当前我国传感器行业发展进程向前推进的过程中所遵循的微型化宗旨相适应，因为氧化锌这种创新型的半导体材料的原材料丰富程度是相对来说比较高的、环保性相对来说比较强、价格相对来说比较低，所以氧化锌这种创新型的半导体材料在未来的发展前景是相对来说比较广阔的。

6 结束语

现阶段我国经济发展进程向前推进的速度是相对来说比较稳定的，并且当今我国所处的时代是一个知识经济的时代，人们对半导体设备中所需要使用到的半导体材料提出了更高的要求，针对半导体设备中所需要使用到的半导体材料展开的相关研究工作的力度也得到了一定程度的提升，摩尔定律在现阶段电子科学技术发展进程向前推进的过程中仍然是适用的，随着人们针对半导体材料展开的研究相关工作得到了一定的成果，使用创新型半导体材料的半导体设备的性能得到了大幅度的提升，相信在不久的将来，半导体材料市场的变化是相对来说比较大的。

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].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.

[6]王占国.半导体材料的发展现状与趋势（摘要）[J].新材料产业，

2000，05：37-40.

[7]王占国.半导体材料的现状和发展趋势[J].人工晶体学报，1997，Z1：104.