文档介绍：该【半导体材料的发展现状及趋势概述】是由【zhangkuan1436】上传分享，文档一共【94】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【半导体材料的发展现状及趋势概述】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。半导体材料的发展现状及趋势
半导体材材料是指指电阻率率在10-3~108Ωcm,,介于金金属和绝绝缘体之之间的材材料。半半导体材材料是制制作晶体体管、集集成电路路、电力力电子器器件、光光电子器器件的重重要基础础材料,,支撑着着通信、、计算机机、信息息家电与与网络技技术等电电子信息息产业的的发展。。
电子信息息产业规规模最大大的是美美国。近近几年来来,中国国电子信信息产品品以举世世瞩目的的速度发发展,,,折合2200~2300亿亿美元,,产业规规模已超超过日本本位居世世界第二二(同期期日本信信息产业业销售收收入只有有1900亿美美元),,成为中中国第一一大支柱柱产业。。半导体体材料及及应用已已成为衡衡量一个个国家经经济发展展、科技技进步和和国防实实力的重重要标志志。
在半导体体产业的的发展中中,
硅、锗称称为第一一代半导导体材料料;
将***化镓镓、磷化化锢、磷磷化镓、、***化锢锢、***化化铝及其其合金等等称为第第二代半半导体材材料;
将宽禁带带(Eg>)的氮氮化镓、、碳化硅硅、硒化化锌和金金刚石等等称为第第三代半半导体材材料。
上述材料料是目前前主要应应用的半半导体材材料,三三代半导导体材料料代表品品种分别别为硅、、***化镓镓和氮化化镓。
材料的物物理性质质是产品品应用的的基础,,表1列列出了主主要半导导体材料料的物理理性质及及应用情情况。表表中禁带带宽度决决定发射射光的波波长,禁禁带宽度度越大发发射光波波长越短短(蓝光光发射);禁带带宽度越越小发射射光波长长越长。。其它参参数数值值越高,,半导体体性能越越好。电电子迁移移速率决决定半导导体低压压条件下下的高频频工作性性能,饱饱和速率率决定半半导体高高压条件件下的高高频工作作性能。。
表1主主要半导导体材料料的比较较
材料
Si
GaAs
GaN
物
理
性
质
禁带宽度(ev)

饱和速率(×10-7cm/s)

热导(W/c·K)

击穿电压(M/cm)

电子迁移速率(cm2/V·s)
1350
8500
900
应
用
情
况
光学应用
无
红外
蓝光/紫外
高频性能
差
好
好
高温性能
中
差
好
发展阶段
成熟
发展中
初期
相对制造成本
低
高
高
硅材料具具有储量量丰富、、价格低低廉、热热性能与与机械性性能优良良、易于于生长大大尺寸高高纯度晶晶体等优优点,处处在成熟熟的发展展阶段。。目前,,硅材料料仍是电电子信息息产业最最主要的的基础材材料,95%以以上的半半导体器器件和99%以以上的集集成电路路(IC)是用用硅材料料制作的的。在21世纪纪,它的的主导和和核心地地位仍不不会动摇摇。但是是硅材料料的物理理性质限限制了其其在光电电子和高高频高功功率器件件上的应应用。
***化镓材材料的电电子迁移移率是硅硅的6倍倍多,其其器件具具有硅器器件所不不具有的的高频、、高速和和光电性性能,并并可在同同一芯片片同时处处理光电电信号,,被公认认是新一一代的通通信用材材料。随随着高速速信息产产业的蓬蓬勃发展展,***化化镓成为为继硅之之后发展展最快、、应用最最广、产产量最大大的半导导体材料料。同时时,其在在军事电电子系统统中的应应用日益益广泛,,并占据据不可取取代的重重要地位位。
从表1看看出,选选择宽带带隙半导导体材料料的主要要理由是是显而易易见的。。氮化镓镓的热导导率明显显高于常常规半导导体。这这一属性性在高功功率放大大器和激激光器中中是很起起作用的的。带隙隙大小本本身是热热生率的的主要贡贡献者。。在任意意给定的的温度下下,宽带带隙材料料的热生生率比常常规半导导体的小小10~~14个个数量级级。这一一特性在在电荷耦耦合器件件、新型型非易失失性高速速存储器器中起很很大的作作用,并并能实质质性地减减小光探探测器的的暗电流流。
宽带隙半半导体材材料的高高介电强强度最适适合用于于高功率率放大器器、开关关和二极极管。宽宽带隙材材料的相相对介电电常数比比常规材材料的要要小,由由于对寄寄生参数数影响小小,这对对毫米波波放大器器而言是是有利用用价值的的。电荷荷载流子子输运特特性是许许多器件件尤其是是工作频频率为微微波、毫毫米波放放大器的的一个重重要特性性。