半导体材料文献综述

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学院：化工与材料学院专业：化学工程与工艺班级：B0901

指导教师：**

日期： 2011 年12月 7日

半导体材料的研究综述

高东阳辽东学院B0901 118003

摘要：半导体材料的价值在于它的光学、电学特性可充分应用与器件。随着社会的进步和现代科学技术的发展，半导体材料越来越多的与现代高科技相结合，其产品更好的服务于人类，改变着人类的生活及生产。文章从半导体材料基本概念的界定、半导体材料产业的发展现状、半导体材料未来发展趋势等方面对我国近十年针对此问题的研究进行了综述，希望能引起全社会的关注和重视。

关键词：半导体材料，研究，综述

20世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。彻底改变人们的生活方式。在此笔者主要针对半导体材料产业的发展、半导体材料的未来发展趋势等进行综述，希望引起社会的关注，并提出了切实可行的建议。

一、关于半导体材料基础材料概念界定的研究

陈良惠指出自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体、和绝缘体三大类。半导体的电导率在10-3～ 109欧·厘米范围。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而增大，这与金属导体恰好相反。凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。[1]

半导体材料（semiconductormaterial）是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料，其电导率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。[2]随着社会的进步以及科学技术的发展，对于半导体材料的界定会越来越精确。

二、关于半导体材料产业的发展现状及解决对策的分析

王占国指出中国半导体产业市场需求强劲，市场规模的增速远高于全球平均水平。不过，产业规模的扩大和市场的繁荣并不表明国内企业分得的份额更大。相反，中国的半导体市场正日益成为外资公司的乐土。[3]

朱黎辉说基于市场需求和产业转移，我们判断半导体行业在国内有很大的增长潜力。之所以这样说，主要是基于国家政策的支持，中国半导体产业离不开国家政策的支持。[4]市场需求巨大。计算机、通讯、消费类电子产品的需求带动半导体的需求。国际产能转移，芯片制造的封装测试的产能转移比较明显，国际大工厂纷纷在国内设立工厂，或者把生产线交给国内公司制造。[5]王占国说我国半导体产业快速发展，产业逐步完善。半导体产业经过长期发展，已经建立起基本的产业结构。近几年的加速发展缩短了与国外先进技术的差距。[6]

美国是半导体技术的发源地，但20世纪80年代美国作为半导体的主要生产在全球的地位大幅度下降。为了应对这种状况，美国政府以巨大的国防支出来资助半导体业的研发。[7]

技术是半导体行业的立足之本，这个行业的技术更新速度迅速。国内外半导体公司的发展面临强大的压力，生存环境堪忧。一些学者在分析、总结的基础上提出了一些建议。

中国应采取更加优惠的政策、形成良好的投资环境吸引更多的资金流入到中国半导体产业。[8]凌玲说在短期内，可以借鉴走引进、消化、吸收、赶超的路子，重点发展市场需求大的半导体适用技术和产品，通过技术改造、资本积累和市场开拓的互动实现半导体产业水平的滚动发展。[9]王彦指出中国半导体产业的发展与突破，人才是关键因素。目前我国半导体产业最缺乏的就是人才，既包括技术人员，也包括半导体企业有经验的中高阶层主管。[10]

半导体产业会在优惠政策及便利的条件下朝着更快、更前的方向发展。

三、关于半导材料的应用及未来发展趋势的研究

InSb 是一种具有闪锌矿结构的半导体材料，还材料具有较窄的禁宽度和较高的电子迁移率，被广泛应用于光电原件、磁阻元件及晶体管结之中。[11]光纤放大器是光纤通信发展史上的一个重要里程碑，它能够延长通信系统距离、扩大用户分配间的覆盖范围。而浙适波耦合半导体量子点光纤放大器将比传统的光纤放大器更具有重要的实际意义和应用价值。[12]

郑东梅指出GaN具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速度大、临界击穿电压高和介电常数小等特点 ,在高亮度发光二极管、短波长激光二极管、高性能紫外探测器和高温、高频、大功率半导体器件等领域有着广泛的应用前景。

[13]硅材料仍将是制造集成电路的主要材料，硅半导体器件和集成电路仍将是大

生产的主流产品。适应大直径、细线条、铜工艺将成为半导体设备发展面临的核心技术挑战。[14]

综上所述，诸多学者对当前半导体材料的现状、发展趋势等进行了多层次、多角度的探讨。通过对这些文献的研究分析，我们可以看出，半导体材料是一项发展前景很好的产业。因而我们有必要进行更深入的研究。特别是在半导体材料的发展趋势上，我们仍需进行更深层次的探索。

参考文献

[1]陈良惠. 量子阱光电子器件的发展与中国光电子器件产业的形成[J]. 中国工1999,(03)

[2]李双美, 朱晓萍, 高宏. 21世纪微电子技术的发展趋势与展望[J]. 沈阳电力高等专科学校学报 , 2002,(03)

[3]王占国. 半导体材料研究的新进展[J]. 半导体技术 , 2002,(03) .

[4]朱黎辉. 国内外半导体硅材料与技术的发展近况[J]. 中国建设动态(阳源) ,2007,(04)

[5]纪磊. 摩尔定律的困难与前景——从摩尔第二定律谈起[J]. 科技导报 , 2006,(07) .

[6]王占国. 半导体材料研究的新进展(续)[J]. 半导体技术 , 2002,(04) .

[7]陈光华. 非晶半导体基本理论及目前发展概况[J]. 现代物理知识 , 1996,(S1) .

[8]中国工程院增选院士有新规定[J]. 岩石力学与工程学报 , 2003,(05)

[9]凌玲. 半导体材料的发展现状[J]. 新材料产业 , 2003,(06) .

[10]缪菁, 王彦. 补钙补成小胖墩?[J]. 科学大众(小学版) , 2007,(03)

[11]崔晓英. 半导体材料和工艺的发展状况[J]. 电子产品可靠性与环境试验 , 2007,(04) .

[12]同11

[13]郑冬梅. GaN基材料的特性及应用[J]. 三明学院学报 , 2005,(02) .

[14]刘彦胜. 我国电子信息、光电材料产业的发展现状[J]. 新材料产业 , 2001,(07)