半導(dǎo)體材料的性能分析及其應(yīng)用

唐婧婧

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為各行各業(yè)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)和更好的發(fā)展機(jī)遇，對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)，要求材料的更好運(yùn)用和對(duì)技術(shù)的不斷革新，半導(dǎo)體物理也成為材料物理重要的研究方向。針對(duì)這種情況，本文主要闡述半導(dǎo)體的具體含義及其分類，根據(jù)不同類型的半導(dǎo)體，對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)想和展望，希望為我國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展盡一份綿薄之力。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體材料;概念及分類;應(yīng)用;發(fā)展前景

半導(dǎo)體材料其實(shí)出現(xiàn)在人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)角落，無(wú)處不在，比如人們生活中必備的電視機(jī)，個(gè)人電腦，微波爐，電磁爐等其中都會(huì)有半導(dǎo)體的存在并且半導(dǎo)體在這些機(jī)器中都扮演著重要的角色。個(gè)中原因，是半導(dǎo)體具有特殊的性質(zhì)決定的，在這個(gè)電氣時(shí)代，半導(dǎo)體具有導(dǎo)電性的同時(shí)卻是屬于導(dǎo)體和絕緣體之間的一種材料，導(dǎo)電能力具有方向性。

一、半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響因素

半導(dǎo)體特殊的導(dǎo)電性質(zhì)，受很多方面的影響，其中不只包括半導(dǎo)體本身的形態(tài)，還包括外界的溫度的高低，磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱等。因此，不同的材料具有不同的導(dǎo)電性質(zhì)，相同材料在不同的外界環(huán)境中也表現(xiàn)出不盡相同的導(dǎo)電特性。常見的一些例子，本征半導(dǎo)體，在日常溫度下，會(huì)有很高的電阻，不屬于良好的導(dǎo)體。我們向純度較高的半導(dǎo)體材料中添加雜質(zhì)，隨著雜質(zhì)的不斷加入，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性受到影響，一般情況下，我們添加的雜質(zhì)越多，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性越差。N型半導(dǎo)體是一種雜質(zhì)半導(dǎo)體，依靠電子進(jìn)行導(dǎo)電，而P型半導(dǎo)體則是用空穴進(jìn)行導(dǎo)電的。半導(dǎo)體材料豐富多樣，我們?cè)诎雽?dǎo)體材料上有著多種選擇，根據(jù)不同的要求選擇相應(yīng)的半導(dǎo)體材料。

二、半導(dǎo)體材料發(fā)展前景

由于一些歷史原因，我們國(guó)家的半導(dǎo)體行業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的差距，在技術(shù)上有不成熟的地方，拉晶和對(duì)晶片的制造和后期加工上與發(fā)達(dá)國(guó)家存在差距，面對(duì)這種情況，我國(guó)相關(guān)部門快速成立了相應(yīng)的開發(fā)和生產(chǎn)共同體，統(tǒng)一安排，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，有序地進(jìn)行半導(dǎo)體自主研發(fā)和生產(chǎn)試驗(yàn)，穩(wěn)步提高著我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的科研水平。在各方面的共同努力下，形成每年兩到三噸的SI-GaAs，每年三到五噸摻雜GaAs，InP單晶以及開盒就可以使用的晶片的制造能力，國(guó)家的支持和投入，推動(dòng)了我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，更好地適應(yīng)了其他行業(yè)的發(fā)展腳步，為發(fā)展提供了新的助力。六英寸的GaAs制造的逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)際化。

對(duì)量子阱材料和超晶格材料的進(jìn)一步發(fā)展提高。針對(duì)我國(guó)目前半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展情況，主要方向應(yīng)定位于超高亮度的紅光材料，綠光材料和藍(lán)光材料，加上光通信材料，以上為主要的研究發(fā)展方向，洞悉半導(dǎo)體市場(chǎng)對(duì)于新一批微電子元件和電路的需求，增強(qiáng)MBE和MOCVD基地方面的建設(shè)，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)其先進(jìn)設(shè)備，將CaN，CaALAs/GaAs基本藍(lán)綠光材料作為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)材料的實(shí)用化，最終達(dá)到中國(guó)市場(chǎng)對(duì)于一百萬(wàn)平方英寸的MBE以及MOCVD微電子，光電子微結(jié)構(gòu)材料的生產(chǎn)的需求要求。爭(zhēng)取在二十一世紀(jì)的中后期實(shí)現(xiàn)我國(guó)的半導(dǎo)體發(fā)展水平達(dá)到國(guó)際上對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)處于世界發(fā)展前列的目標(biāo)，引領(lǐng)世界半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。

對(duì)零維半導(dǎo)體和一維半導(dǎo)體的發(fā)展前景展望。就目前的發(fā)展情況來(lái)看，維半導(dǎo)體和一維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料的固態(tài)納米量值器發(fā)展尚不成熟，沒有達(dá)到健壯和穩(wěn)定的發(fā)展階段，對(duì)其深入的研究沒有有效的成果總結(jié)，但是例如零維半導(dǎo)體和一維半導(dǎo)體等低維度材料的固態(tài)納米量值器對(duì)于半導(dǎo)體材料后續(xù)進(jìn)一步的發(fā)展有著舉足輕重的關(guān)鍵性影響，低維度材料的固態(tài)納米量值器的發(fā)展和成熟會(huì)帶來(lái)微電子技術(shù)和光電子技術(shù)的發(fā)展革新，帶來(lái)新的發(fā)展篇章。在此需要特別提到，制造水平的高低可以說(shuō)直接決定了納米結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量的好壞，提高納米結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量的質(zhì)量需要相當(dāng)?shù)目蒲兴?，需要相?dāng)充足的人力資源投入和資金投入，二者缺一不可，只有同時(shí)具備人力和財(cái)力才能為發(fā)展提供不竭的動(dòng)力。目前我國(guó)在量子器件研制，量子點(diǎn)材料制備，半導(dǎo)體量子線等方面相較其領(lǐng)先水平都有一定的差距，發(fā)展需要人力和資源的投入，相關(guān)部門可以通過(guò)政策為其獲取外界的關(guān)注度，以此來(lái)為其發(fā)展做準(zhǔn)備。只有不斷為半導(dǎo)體行業(yè)提供良好的發(fā)展環(huán)境，有足夠的社會(huì)關(guān)注度，才能不斷促進(jìn)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，使半導(dǎo)體行業(yè)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的有力推手，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展騰飛。

根據(jù)我國(guó)的相關(guān)調(diào)查顯示，針對(duì)二零一六到二零二零的半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀踐行分析預(yù)測(cè)，在全世界范圍內(nèi)的半導(dǎo)體行業(yè)收入增長(zhǎng)半分之五的情況下，全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)總收入為四百三十五億美元，我國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)第四次成為半導(dǎo)體材料消費(fèi)最大地區(qū)之一。隨著半導(dǎo)體材料的需求不斷加大，投資環(huán)境逐步轉(zhuǎn)好，另外在我國(guó)的優(yōu)惠政策的影響下，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向著中國(guó)聚集，我國(guó)的集成電路保持著每年百分之三十的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。相信在以后的發(fā)展中中國(guó)會(huì)面臨更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，得到不斷的發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)各方面的快速發(fā)展，使得市場(chǎng)的需求隨之不斷擴(kuò)大，投資環(huán)境隨著不斷的改善向著更好的方向邁進(jìn)，另外我國(guó)出臺(tái)的優(yōu)惠政策使得全球范圍內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸向中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，其中集成電路的增長(zhǎng)速度尤為明顯。同時(shí)，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也為行業(yè)帶來(lái)一定的影響，使得作為基礎(chǔ)原料的單晶體硅和多晶體硅的需求量增加，材料行業(yè)被賦予更高的要求，必須進(jìn)一步完善和發(fā)展，與半導(dǎo)體行業(yè)相互促進(jìn)，共同提高。半導(dǎo)體及相關(guān)行業(yè)，應(yīng)牢牢抓住機(jī)會(huì)，迎接挑戰(zhàn)，促進(jìn)我國(guó)更好更快發(fā)展。

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