賈瑞麗

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，目前半導(dǎo)體材料在工業(yè)生產(chǎn)與社會(huì)生活中的地位也在不斷提升。立足于研究進(jìn)行現(xiàn)狀，首先介紹了半導(dǎo)體材料的定義與內(nèi)涵，其次對(duì)半導(dǎo)體材料的分類(lèi)情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單解析，最后則結(jié)合上述內(nèi)容對(duì)于半導(dǎo)體材料的發(fā)展前景以及應(yīng)用于電子科學(xué)技術(shù)的條件進(jìn)行了探討，希望可以有效提升半導(dǎo)體材料的應(yīng)用范圍，為行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展創(chuàng)造條件。

關(guān)鍵詞：電子科學(xué)技術(shù)；半導(dǎo)體材料；發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)

引言

半導(dǎo)體材料作為一種新型特殊材料，是制作半導(dǎo)體元器件以及電子原件的核心。為了進(jìn)一步探討半導(dǎo)體材料在電子科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用情況，現(xiàn)就半導(dǎo)體材料的定義與特征簡(jiǎn)單介紹如下。

1 半導(dǎo)體材料概述

根據(jù)自然界的中材料的導(dǎo)電性能來(lái)進(jìn)行劃分，可以歸納為導(dǎo)體、半導(dǎo)體以及絕緣體三個(gè)部分。其中，半導(dǎo)體的范圍大概為1mΩ·cm～1GΩ·cm之間，在這個(gè)范圍內(nèi)，材料大多數(shù)都表現(xiàn)出一定的線性溫度相關(guān)的材料特性，這一點(diǎn)與常規(guī)的金屬材料正好相反。從材料的特征上來(lái)看，半導(dǎo)體材料在收到外部因素影響時(shí)會(huì)出現(xiàn)半導(dǎo)體物理性能的變化，這些我們都將其歸納為半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體性質(zhì)。在半導(dǎo)體的基本化學(xué)性能變化過(guò)程中，具有其獨(dú)特的功能與特征。在進(jìn)行半導(dǎo)體材料的范圍調(diào)整與設(shè)置時(shí)，基本性質(zhì)可以包括上述特征就能夠納入到半導(dǎo)體材料的范疇當(dāng)中，但是不同的材料在成本、冶煉以及耐溫性能工藝可靠性方面存在較大的差異，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還需要進(jìn)行合理的調(diào)整與篩選，這樣才能夠有效提升材料的應(yīng)用效果。

2 半導(dǎo)體材料的分類(lèi)

2.1 晶體材料

光子晶體材料作為一種人工創(chuàng)造的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型，其本身具有明確的光子帶隙特征。該技術(shù)應(yīng)用時(shí)可以借助于波的范圍調(diào)整來(lái)滿足不同的環(huán)境。從結(jié)構(gòu)特性我們不難發(fā)現(xiàn)，光子晶體本身具有禁帶，通過(guò)投產(chǎn)使用取得了不錯(cuò)的市場(chǎng)效果。實(shí)際上，晶體材料的出現(xiàn)與發(fā)展與社會(huì)的發(fā)展階段具有密切的關(guān)系。目前我國(guó)正處于信息技術(shù)快速發(fā)展與成型的階段，在這個(gè)階段晶體材料還具有廣泛的發(fā)展?jié)摿εc空間，所以要想突出這些優(yōu)勢(shì)，需要借助于晶體材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化才能夠真正的滿足。

2.2 單晶材料

單晶材料當(dāng)中，砷化鎵屬于較為常見(jiàn)的一種類(lèi)型。相比于普遍的硅晶體材料，其整體性能更穩(wěn)定，同時(shí)兼顧了耐高溫以及耐輻射等特征。在第二代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用過(guò)程中也具有不錯(cuò)的效果。通過(guò)多年的技術(shù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，該類(lèi)型的單晶材料并沒(méi)有在本質(zhì)上完全取代單晶硅的地位，但是其本身具有不錯(cuò)的離子注入優(yōu)勢(shì)，同時(shí)研發(fā)的成本也不高，應(yīng)用過(guò)程中材料來(lái)源十分廣泛，這些特征決定了單晶材料依然具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。單晶材料本身屬于特殊化合物，具有直接躍遷的能帶結(jié)構(gòu)，這樣光電應(yīng)用的功能也可以得到確保。實(shí)際上，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，單晶材料的優(yōu)勢(shì)也逐漸展現(xiàn)出來(lái)，成為技術(shù)升級(jí)的新核心。

2.3 硅材料

半導(dǎo)體材料在科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中也屬于較為普遍的材料，更是應(yīng)用最早的一種材料。相比于傳統(tǒng)材料而言，硅材料包括有非晶硅薄膜、硅片等不同的類(lèi)型，都能夠直接作為元器件的原始材料。在進(jìn)行半導(dǎo)體材料的制造過(guò)程中，可以借助于多晶硅熔煉的方式來(lái)獲取。相比之下，硅單晶的純度、物質(zhì)性質(zhì)與成本控制的體系更為完善，所以目前應(yīng)用穩(wěn)定性使得其在電子信息領(lǐng)域方面依然是最為合理、可靠的選擇。

3 電子科學(xué)技術(shù)半導(dǎo)體材料的發(fā)展前景

半導(dǎo)體材料在電子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間，主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面。

3.1 SiC材料

碳化硅材料具有很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)使得其能夠在各種不同環(huán)境下使用，這也決定了碳化硅的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與特征。結(jié)合現(xiàn)階段的電子科技領(lǐng)域的實(shí)際條件來(lái)看，碳化硅能夠很好的匹配衛(wèi)星通信、太陽(yáng)能等高精尖技術(shù)領(lǐng)域，同時(shí)本身具有不錯(cuò)的碳化硅材料適應(yīng)性，可以滿足各種內(nèi)容的需求。碳化硅作為特殊的半導(dǎo)體材料，在各大科研院校以及工業(yè)生產(chǎn)中都具有廣泛的使用，最為關(guān)鍵的就是軍工領(lǐng)域的應(yīng)用。實(shí)際上，上述行業(yè)在初級(jí)階段還需要一定的轉(zhuǎn)型周期，所以技術(shù)成熟度還不太高，需要繼續(xù)加大技術(shù)投入，提升材料的使用水平。特別是近些年來(lái)國(guó)家對(duì)于環(huán)保的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的電子科技生產(chǎn)過(guò)程中不能在出現(xiàn)對(duì)環(huán)境有污染的內(nèi)容，這也使得碳化硅這樣相對(duì)環(huán)保的材料具有廣闊的應(yīng)用空間，值得繼續(xù)深入研究。

3.2 超晶結(jié)構(gòu)

超晶結(jié)構(gòu)也是近些年來(lái)電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的新重點(diǎn)。電子科學(xué)技術(shù)正處于快速發(fā)展的階段，這個(gè)階段無(wú)論是技術(shù)工藝成熟度還是原材料的提煉水平都決定了技術(shù)的整體高度。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)的實(shí)際條件來(lái)看，對(duì)于傳統(tǒng)的晶體結(jié)構(gòu)而言，我國(guó)的技術(shù)成熟度相對(duì)較高，但是世界范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，同時(shí)發(fā)展的空間有限。但是，在超晶結(jié)構(gòu)以及微晶結(jié)構(gòu)方面，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家還是存在較大的差距，這也是技術(shù)研發(fā)的新重點(diǎn)。作為我國(guó)的電子科技相關(guān)領(lǐng)域，也不能夠過(guò)分依賴(lài)于進(jìn)口西方的先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)該做好技術(shù)調(diào)整與研究，加大科研經(jīng)費(fèi)的投入力度，同時(shí)關(guān)注超晶體結(jié)構(gòu)與微晶結(jié)構(gòu)的特征，認(rèn)識(shí)到利害關(guān)系。超晶結(jié)構(gòu)研究成本較高，在電子信息領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，所以還是需要關(guān)注物力資源、人力資源的和諧配置，確保經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠達(dá)到預(yù)期的條件與水平。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，半導(dǎo)體材料在電子科學(xué)技術(shù)中具有廣泛的應(yīng)用，其中主要體現(xiàn)在硅材料、單晶材料以及晶體原材料等方面，通過(guò)加強(qiáng)這些方面的研究，可以有效促進(jìn)技術(shù)成熟度，提升半導(dǎo)體材料的應(yīng)用效率，同時(shí)更好的滿足生產(chǎn)實(shí)踐工作。本文重點(diǎn)對(duì)碳化硅、超晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討，希望可以為半導(dǎo)體材料的發(fā)展提供新的思路與借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]緱偉.電子科學(xué)技術(shù)中的半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢(shì)[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（02）：78-79.

[2]霍翔.探討電子科學(xué)技術(shù)中的半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（30）：145.

[3]王欣.電子科學(xué)技術(shù)中的半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢(shì)[J].通訊世界，2016（08）：237.

[4].協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)：電子技術(shù)與材料開(kāi)發(fā)研究所[J].廣州職業(yè)教育論壇，2013，12（02）：2.

[5]華慶恒. 半導(dǎo)體材料測(cè)量技術(shù)的新進(jìn)展[A]. 中國(guó)電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)學(xué)分會(huì)理化分析專(zhuān)業(yè)委員會(huì).中國(guó)電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)學(xué)分會(huì)理化分析專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第六屆年會(huì)論文集[C].中國(guó)電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)學(xué)分會(huì)理化分析專(zhuān)業(yè)委員會(huì)：中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子制造與封裝技術(shù)分會(huì)，1999：1.