信息功能材料研究成果显著

年 实现 ３ｒ ２ｍ，２ １ 实现 ２ｒ ｉ ０６年 ２ｍ，２２ ｉ ０２年将 达 到 ｌｎ Ｏｍ。
从提高硅集成电路成品率， 高性能和降低成本来看， 提 增大直拉硅单晶的直径 ， 解决硅 片直径增大导致 的空洞型缺陷密度增加和均匀性变差等问题 ，仍是今后硅单晶发展的大趋 势。从进一步缩小器件的特征尺寸 ， 提高硅 Ｉ ｓ Ｃ 的速度和集成度看，研制满足硅深亚微米乃 至纳米工艺所需的大直径硅外延片将会成为硅材料发展的另一个主要方向。 另外 ， 绝缘体上 半导体 （ Ｏ ）材料，因其具有 电路速度快、抗辐射、低功耗和耐高温等特点，同时还兼有 Ｓ１ 可 简化 工 艺流程 、 提高集 成密度 、 小软误 差 等优势 ， 到广泛 重视 。 预测 ， Ｏ 材 料 ２０ 减 受 据 ＳＩ ０８ 年 的市场 将达 到每年 ８ 美元 ，其 中 ，大 部分 为 ３０ Ｏ亿 ０ｍｍＳ Ｉ Ｏ 圆片 市场 。 我国硅材料行业经过 ４ Ｏ多年的发展 已取得很大进展，但是仍 旧无法满足国内市场的需 求， 供需缺 口很大 ，已严重制约着我 国集成电路和太阳能电池产业的发展。我国硅单晶材料 以 ５英 寸 、６英 寸为主 ，其 生产能 力在 １０ｔ 右 ，８英 寸 、ｌ 寸硅单 晶及 抛光片 ，虽 已 ５ ０左 ２英 具有 小批量 生产 能力 ， 尚未应用 于集成 电路制造 。 外延 材料产 品主要是 ４英寸和 ５英 寸 但 硅 的 ，６英 寸外延 片还 未实现 量产 ，８英 寸硅外 延 片 尚处起步 阶段 。８英 寸 、 ｌ 寸硅 抛光 片 ２英 和外 延 片几乎 全部 依赖进 口。我 国 Ｓ Ｉ（ 要是 ＳＭＯ 圆片技术 ）研 发虽 有一 定 的基础 ， Ｏ 主 Ｉ Ｘ 但在 ８ 英寸以上 Ｓ Ｉ Ｏ 圆片制造方面仍是空 白。 国内在 ＳＧ 异质结外延材料生长和 Ｓ ｅ Ｂ ｉｅ ｉ ． Ｔ Ｇ Ｈ 等器件与电路研发的技术水平，特别是生产水平与 国外差距很大 。 按照 《 国家中长期科学和技术发展规划纲要 （ ０６ ２ ２ 年 ） ２ ０－ ０ ０ 》以及微 电子强 国建议 的 目标 ，在 ２ １ 年 左右 我 国要 从集 成 电路 消 费大 国成 为生产 大 国 ，２ ２ －２２ 迈入 集成 电 ００ ００ ０５年 路产 业 强 国的要求 ，到 ２ １ ，就 至少要 建 设 ８ １ ００年 ～ Ｏ条 ８英 寸和 ８ ２条 、月生产 能力 ３ ～１ 万 片的 Ｉｓ生产线 ；在 其后 的十年 左右 时 间 内，还应 再建 设一 批 ８英寸 、 ｌ 寸生产 线 。 Ｃ ２英 这 对 我 国硅 及其 微 电子 配套材 料发 展相对 滞 后 的现 状 是一个 非 常严 峻 的挑 战 。 信息时代对超大容量信息传输、 超快实时信息处理和超高密度信息存储的需求加快了信 息载体从电子 向光 电子和光子的转换步伐 ， 光纤通信、 移动通信和数字化信息网络技术 已成 为信息技术发展 的大趋势 。 相应地， 半导体光 电信 息功能材料也已由体材料发展到薄层、超 薄层微结构材料，并正 向集材料、器件、电路为一体 的功能系统集成芯片材料 、有机／ 无机 复合、有机／ 无机与生命体复合和纳米结构材料方向发展；同时伴随着材料系统 由均匀到非 均匀、 由线性到非线性和 由平衡态到非平衡态发展； 材料生长制备的控制精度也将 向单原子、 单分子尺度发展。 从材料体系上看，除硅和硅基材料作为当代微 电子技术的基础在 ２ 世纪中叶不会改变 ｌ 之外，化合物半导体微结构材料 以其优异的光电性质在高速、低功耗 、低噪音器件和电路， 特别是光电子器件、光 电集成和光子集成等方面发挥着越来越重要的作用；与此 同时， 近年 来硅基高效发光研究取得的重大进展使人们看到了硅基光电集成的曙光。 有机半导体发光材 料 以其低廉的成本和 良好的柔性，已成为全色高亮度发光材料研发的另一个重要发展方 向，
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够进行大量生产 的体制 。 ５０ ０ＭＷ 中除了该公司 目前量产的结晶硅型太阳能电池外，还包括预定在今后进行量产 的薄膜硅型和集光型太阳能电池。目前，部分薄膜硅型太阳能电池制造装置 已安装完毕 。 为
了未来 的增产，该公司从几个月前开始与 日本制造装置厂商进行磋商。 信息功能材料研究成果显著 ２ １世纪的信息技术是 以集材料、器件和 电路为一体的信息功能材料为基础 的，融最先 进 的微 电子、光 电子和光 子 技术于 一体 。 当前， 光电信息网络和信息处理的瓶颈 ， 是光 电信号 间转换能力的滞后和电子线路速度 的限制 ，加 速发 展光 电信 息功 能材料 ，是本 世纪 初世 界范 围内要面 临 的最 重 大 的科学 问题之
路 的产值大约为 ２ ０ ００亿美元 ，并 由它而带动了 １０ ０ ０ ０ 亿美元 的电子产品，硅材料经过多年 的发展和竞争，信越 、瓦克、Ｓ ＭＣ Ｕ Ｏ和 ＭＥ ＭＣ等世界六大硅片公司的销量 占硅片总销量 的 ９ ％以上，决定着国际硅材料的价格和高端技术产品市场。世界半导体市场 已经从 ２ ０ ０ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ０１
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年的低谷 中走出，并以年 １％以上的速度递增。目前， ０ 世界电子级硅单晶材料的产量 已超过 ｌ 万吨，８ 英寸－ １ － ２英寸硅片 已广泛用于超大规模集成电路的制造，其中 ｌ ２英寸硅片约 占 Ｉ 硅 片 的 ２％，０５年 ｌ Ｃ用 Ｏ ２１ ２英寸将 成为 主流 产 品， 计 ２ １ 预 ０６年 ｌ 寸硅 片也 将得到 应用 。 ８英 ２０ ０ １年和 ２ ０ ０４年硅 集成 电路 （Ｃ ）的工艺 已分 别实现 了 １０ｍ 和 ９ｒ 量 产 ；根 据 国际 Ｉｓ ３ｒ ｉ ０ｍ ｉ 半导体技术发展蓝图 （ Ｒ ） Ｉ Ｓ 预测， ０７ Ｔ ２ ０ 年将实现特征尺寸 ６ｎ ２ １ 年实现 ４ｒ ２ １ ５ｍ， ００ ５ｍ， ０３ ｉ
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我国光纤通信和移动通信发展十分迅速， 市场规模约 占全球 １％～１％， ０ ５ 需求极为巨大 。 而 目前我国光纤通信、移动通信，甚至 国防建设所需的关键器件和 电路的芯片 （ 材料 ） ，几 乎都依靠进 口，严重制约了信息产业的 自 主发展，威胁着 国家安全。 为此 ，自主、创新、高速地发展我国的信息功能材料 ，是 ９３ 目 “ ７项 信息功能材料相关 基 础 问题 ”着手 研 究 的中心 课题 。 项 目针对我 国信 息技术发展所需的重要光 电子材料和器件 中的关键技术和相关基础科 学 问题开展了深入探索和研 究。在应变补偿、 应变 自 组装 生长新原理和技术、 大失配异质结 构材料 的制各等方面取得 了重要进展 。 在可调谐激光器、量子点激 光器、多源带间耦合激光 器、多源带内耦合激光器、 偏振不灵敏宽带放大器，以及相关 的新型光源研制等方面获得具 有应用前景和 自主知识产权 的成果。 光纤通信速率理论上可 以达到 １０ Ｇ ／ ０ ０ ｂｓ以上 ，而 目 前我 国光通信主干道 的传播速率是 ２ Ｇ ／。 ． ｂ 经过几年攻关 ，已经成功地研制 出满足 １Ｇ ／需求 的光通信光发射模块和探测器， ５ ｓ ０ｂ ｓ 这意味着在不增加光纤数量的情况下光纤传输效率提高了 ４ 。 倍 这项成果 已具备 了向产业转 化 的能力 。 另外，现在 的光纤通信一般传 １０ ｍ 之后，就需要把光信号转换为电信号进行放大， ０ｋ 然后再转换为光信号进行传输， 这不仅 降低 了光纤 的传输效率，转换成本也比较高。如果采 用我 们研 制 的半 导体光 放大器 和大 功率 量 子 点激光 泵源 ，结合掺 铒光 纤 ，在光 电转 换 的地 方 用 泵 浦激 光器 通过 掺铒 光纤对 光信 号进 行直 接放 大 ，从而 省 去 了光 电、电光 的转换 ，这将 有 助 于 光通信 网络 信 息处理 “ 瓶颈 ”的解 决 。 项目 还有一个重大的特色，就是具有前瞻性。新兴材料是信息社会的物质基础和先导。 ７ 年前，这个项 目就把氮化镓、氧化锌等第三代半导体材料作为本项 目的主要 内容之一开展 了研 究 。所 谓第三 代 半导 体材 料就是 宽 禁带 半 导体 材料 ，它 的发 光波 长短 （ 外 ） 紫 ，具 有耐 高温 、 抗辐照等特点， 可广泛地应用在军事、空间技术和高密度存储等方面 ； 在生活上可 以 用于照明、大屏幕显示等 。 今天几乎 ９ ％以上的电子器件和 电路都是以硅 （ｉ ０ Ｓ）作为基础的，２０ ０ ５年世界集成电