文档介绍：半导体技术论文高分子材料论文:半导体材料的发展现状摘要在半导体产业的发展中,一般将硅、锗称为第一代半导体材料;将***化镓、磷化铟、磷化镓等称为第二代半导体材料;而将宽禁带(Eg>)的氮化镓、碳化硅和金刚石等称为第三代半导体材料。本文介绍了三代半导体的性质比较、应用领域、国内外产业化现状和进展情况等。关键词半导体材料;多晶硅;单晶硅;***化镓;氮化镓 1前言半导体材料是指电阻率在107Ω·cm~10-3Ω·cm,界于金属和绝缘体之间的材料。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料[1],支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展。电子信息产业规模最大的是美国和日本,其2002年的销售收入分别为3189亿美元和2320亿美元[2]。近几年来,我国电子信息产品以举世瞩目的速度发展,,比上年增长20%,,居国内各工业部门首位[3]。半导体材料及应用已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。半导体材料的种类繁多,按化学组成分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体;按组成元素分为一元、二元、三元、多元等;按晶态可分为多晶、单晶和非晶;按应用方式可分为体材料和薄膜材料。大部分半导体材料单晶制片后直接用于制造半导体材料,这些称为“体材料”;相对应的“薄膜材料”是在半导体材料或其它材料的衬底上生长的,具有显著减少“体材料”难以解决的固熔体偏析问题、提高纯度和晶体完整性、生长异质结,能用于制造三维电路等优点。许多新型半导体器件是在薄膜上制成的,制备薄膜的技术也在不断发展。薄膜材料有同质外延薄膜、异质外延薄膜、超晶格薄膜、非晶薄膜等。在半导体产业的发展中,一般将硅、锗称为第一代半导体材料;将***化镓、磷化铟、磷化镓、***化铟、***化铝及其合金等称为第二代半导体材料;而将宽禁带(Eg>)的氮化镓、碳化硅、硒化锌和金刚石等称为第三代半导体材料[4]。上述材料是目前主要应用的半导体材料,三代半导体材料代表品种分别为硅、***化镓和氮化镓。本文沿用此分类进行介绍。 2主要半导体材料性质及应用材料的物理性质是产品应用的基础,表1列出了主要半导体材料的物理性质及应用情况[5]。表中禁带宽度决定发射光的波长,禁带宽度越大发射光波长越短(蓝光发射);禁带宽度越小发射光波长越长。其它参数数值越高,半导体性能越好。电子迁移速率决定半导体低压条件下的高频工作性能,饱和速率决定半导体高压条件下的高频工作性能。硅材料具有储量丰富、价格低廉、热性能与机械性能优良、易于生长大尺寸高纯度晶体等优点,处在成熟的发展阶段。目前,硅材料仍是电子信息产业最主要的基础材料,95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路(IC)是用硅材料制作的。在21世纪,可以预见它的主导和核心地位仍不会动摇。但是硅材料的物理性质限制了其在光电子和高频高功率器件上的应用。***化镓材料的电子迁移率是硅的6倍多,其器件具有硅器件所不具有的高频、高速和光电性能,并可在同一芯片同时处理光电信号,被公认是新一代的通信用材料。随着高速信息产业的蓬勃发展,***化镓成为继硅之后发展最快、应用最广、产量最大的半导体材料。同时,其在军事电子系统中的应用日益广泛,并占据不可取代的重要地位。 GaN材料的禁带宽度为