半導體材料的性能分析及其應用

2020-12-04 消費導刊雜誌社

摘要:社會經濟發展為各行各業帶來了更大的挑戰和更好的發展機遇,對於半導體行業來說,要求材料的更好運用和對技術的不斷革新,半導體物理也成為材料物理重要的研究方向。

關鍵詞:半導體材料;概念及分類;應用

1半導體導電性的影響因素

半導體特殊的導電性質,受很多方面的影響,其中不只包括半導體本身的形態,還包括外界的溫度的高低,磁場和電場的強弱等。因此,不同的材料具有不同的導電性質,相同材料在不同的外界環境中也表現出不盡相同的導電特性。常見的一些例子,本徵半導體,在日常溫度下,會有很高的電阻,不屬於良好的導體。我們向純度較高的半導體材料中添加雜質,隨著雜質的不斷加入,半導體的導電性受到影響,一般情況下,我們添加的雜質越多,半導體的導電性越差。N型半導體是一種雜質半導體,依靠電子進行導電,而P型半導體則是用空穴進行導電的。半導體材料豐富多樣,我們在半導體材料上有著多種選擇,根據不同的要求選擇相應的半導體材料。

2半導體材料的應用

半導體憑藉著自身的優點,在我國應用的相當廣泛,他已經漸漸滲透到我國的各個產業當中,在人們的生活中,引領著未來發展的步伐,半導體的發展同時也決定著我國電子工業在未來的發展狀況,材料是人類生活當中最主要的物質基礎,它可以使人類的科技從底層提高到一個全新的高度,目前這些材料已經成為我們生活中處處可見到的了,在一定程度上能夠發展我國的電子工業,對於我國的國民經濟來說也是十分重要的,目前他已經得到了世界廣泛,群眾的認可,半導體材料的出現是我國電子工業很大的進步,半導體材料除了在我們的日常生產生活中有所應用,在其他領域也應用得相當廣泛,比如說對我國的社會經濟以及軍事方面的建設都有著非常重要的作用,從整體來看,看到你材料,因為其特殊的整流效應,它會被用在一些檢測波形的語氣當中,然後再光伏電池以及紅外線探測儀器如圖2中也會使用到半導體材料,他們都能在這些儀器中發揮出最好的優勢,因此也在世界上被廣泛應用。半導體材料的發展不僅對我國而且對整個世界都有著很大的促進作用,在第二次世界大戰的過程當中,就已經有國家應用半導體材料去製作一些高級的探測儀器,來提高本國的整體作戰實力,通過半導體材料的研究和製造,利用紅外線對敵軍進行嚴密的監測就可以使本國的防禦能力有所增強。

3傳統半導體材料的應用及局限性

近幾年來,社會信息不斷發展,電子工業技術也發展得十分樂觀,在這樣的社會背景之下,單一的材料已經不能滿足人們的需求了,我們需要不斷的提升這方面的能力,然後從各方面共同發展,促進我國的國民經濟增長,為了滿足漸漸以來的社會增長情況,因此具有一批半導體的有機功能的材料,也逐漸被人們開發出來,在這個過程中也應用到了各個領域,有機半導體材料有很多的優點,目前使用的相當廣泛。半導體的材料種類相當多,在目前的應用來看,化學的組成成分,可以將半導體分成元素半導體化合物半導體等等,按照組成的元素來分,也能夠分為一元二元三元多元等半導體,這大部分半導體的材料都是由單晶矽製片以後,直接用於半導體的製造當中,目前我國的矽儲量是比較豐富的,而且這種材料的價格相對於其他半導體來說也處於比較低的位置,它不僅能夠有著優良的性能,而且成本低,這樣給很多的產業帶來了巨大的利潤,同時矽材料在目前處於主導和核心的地位,雖然發揮著很大的作用,但是也有一部分的局限性,就比如說他在電子領域方面的應用,就顯得比較弱。從材料分析來看,產品應用的基礎主要是在於分析它的物理方面的性質,比如說發射光的波長通常是有一些貸款比來決定的帶寬越大,所發射的光的波長就會越短,這是一個很好的,能夠展現其半導體性能的例子。

4半導體材料發展前景

對量子阱材料和超晶格材料的進一步發展提高。針對我國目前半導體行業的發展情況,主要方向應定位於超高亮度的紅光材料,綠光材料和藍光材料,加上光通信材料,以上為主要的研究發展方向,洞悉半導體市場對於新一批微電子元件和電路的需求,增強MBE和MOCVD基地方面的建設,積極學習先進的技術和經驗,引進其先進設備,將CaN,CaALAs/GaAs基本藍綠光材料作為重點,實現相關材料的實用化,最終達到中國市場對於一百萬平方英寸的MBE以及MOCVD微電子,光電子微結構材料的生產的需求要求。爭取在二十一世紀的中後期實現我國的半導體發展水平達到國際上對半導體行業的要求,進而實現我國半導體行業處於世界發展前列的目標,引領世界半導體行業的發展。對零維半導體和一維半導體的發展前景展望。就目前的發展情況來看,維半導體和一維半導體結構材料的固態納米量值器發展尚不成熟,沒有達到健壯和穩定的發展階段,對其深入的研究沒有有效的成果總結,但是例如零維半導體和一維半導體等低維度材料的固態納米量值器對於半導體材料後續進一步的發展有著舉足輕重的關鍵性影響,低維度材料的固態納米量值器的發展和成熟會帶來微電子技術和光電子技術的發展革新,帶來新的發展篇章。在此需要特別提到,製造水平的高低可以說直接決定了納米結構材料質量的好壞,提高納米結構材料質量的質量需要相當的科研水平,需要相當充足的人力資源投入和資金投入,二者缺一不可,只有同時具備人力和財力才能為發展提供不竭的動力。目前我國在量子器件研製,量子點材料製備,半導體量子線等方面相較其領先水平都有一定的差距,發展需要人力和資源的投入,相關部門可以通過政策為其獲取外界的關注度,以此來為其發展做準備。只有不斷為半導體行業提供良好的發展環境,有足夠的社會關注度,才能不斷促進半導體行業的發展,使半導體行業成為我國經濟建設的有力推手,促進我國經濟發展騰飛。

結束語

隨著我國各方面的快速發展,使得市場的需求隨之不斷擴大,投資環境隨著不斷的改善向著更好的方向邁進,另外我國出臺的優惠政策使得全球範圍內的半導體產業逐漸向中國市場進行轉移,其中集成電路的增長速度尤為明顯。同時,信息產業的發展也為行業帶來一定的影響,使得作為基礎原料的單晶體矽和多晶體矽的需求量增加,材料行業被賦予更高的要求,必須進一步完善和發展,與半導體行業相互促進,共同提高。

參考文獻

[1]周高還.有機半導體材料性能研究與應用前景[J].電子工業專用設備

[2]陳科立.半導體材料的電沉積製備及其光電性能研究[D].

苑洪錦天津中環領先材料技術有限公司天津300380

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