探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势

梁静

摘 要：现在我国科技的发展速度已经开始变得越来越快了，在很多领域电子科学技术都发挥了非常重要的作用。作为一种科技含量非常高的技术电子科学技术对我国新兴行业的发展造成了非常大的影响，电子科学技术在一定程度上决定了我国电子工业产业的发展方向。本文就电子科学技术中半导体材料的发展趋势进行分析，希望能够让我国电子科学技术中的半导体材料得到越来越广泛的应用。

关键词：电子科学技术；半导体材料；特征尺寸；发展；趋势

现在我国电子科学技术已经逐渐的从第一代的从第一代的锗、硅等开始向着氧化锌、碳化硅等三代半导体材料发展了，从我国电子科学技术中所使用的半导体材料的发展来看，我国半导体材料都是朝着禁带宽度更宽、低尺寸、高集成度的方向发展的。电子科学技术对我国新兴产业技术的发展也起到了非常重要的推动作用，也可以说半导体材料是我国科技发展过程中非常重要的组成部分，因此我们必须要不断加大对半导体材料研究重视度，只有这样我国电子科学技术的发展速度才能够变得越来越快。

1 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到的半导体材料进行分析

1.1 元素类半导体材料在我国电子科学技术发展初级阶段得到了较为广泛的应用

半导体材料在发展过程中应用最广泛的就是硅、锗，作为第一代半导体材料两者的存储量是非常大的，并且施工工艺也非常成熟，在这两种半导体材料中锗是最早被发现的半导体材料，但是这种材料也有着非常大的弊端，那就是在使用的过程中非常容易和介电材料发生反应，一旦出现这种现象就会对半导体设备造成非常大的影响，对人们的正常使用会造成非常大的影响。我国锗的产量也非常少，正是因为上述的这两种原因，现在我国已经将研究和开发的重点转移到其他材料上面了，现在我国已经将研究的重点都放在GE这种材料上了，并且已经在太阳能电池中取得了非常好的成果。

1.2 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到大化合物半导体材料进行分析

现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到的化合物半导体一般情况下是可以分为第III和第V族化合物（例如在那个时期半导体设备中所经常使用到的半导体材料GaAs Gap以及石墨烯等等），第II和第VI族化合物（例如在半导体设备中所经常使用到的硫化镉以及硫化锌等等）、经过了一定程度的氧化反应后的化合物（Mn、Cu等相关元素经过了一定程度的氧化反应后形成的化合物）。在上文中所叙述的一些材料一般情况下都是属于固态晶体半导体材料所包含的范畴之内的，现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中研发出来的有机半导体与玻璃半导体等非晶体状态的材料也逐渐成为了半导体设备中所经常使用到的一种材料。

2 对现阶段我國电子科学技术发展进程向前推进的过程中半导体材料使用阶段发生变化的进行分析

现在我们所使用的半导体材料一般都是硅，现在我国半导体材料硅的集成度已经变得越来越高了，并且已经逐渐出现接近极限分为的现象，我国的晶体管也开始逐渐向着7nm的方向发展了，但是硅材料在进行使用的过程中也有存在着很多弊端，在空穴迁移、禁带宽度等方面都存在着非常多的问题，正是因为这些问题现在我国正在寻找替代硅，并且能够更好的满足人们对半导体材料需求的材料，现在SIGE材料、GE材料已经成为替代材料了，具体的详细情况还需要我们对这两种材料进行研究。

在2015年的时候，IBM实验室在和桑心以及纽约州立大学纳米理工学院进行一定程度的相互合作之后推出了实际范围内首个7nm原型芯片，这一款芯片中所使用到的材料都是被人们称作黑科技的“锗硅”材料，取代了原本高纯度硅元素在半导体材料中所占据的主导地位。

3 对现阶段新兴半导体材料的发展趋势进行分析

因为在经济发展进程向前推进的背景之下，人们对半导体设备的性能所提出的要求也在不断的提升，人们对半导体设备中所需要使用到的半导体材料在集成度、能耗水平以及成本等各个方面提出的要求到达了新的高度。现阶段，第三代半导体材料已经之间的成为了半导体设备中使用到的主要材料之一，作为在第三代半导体材料中典型性相对来说比较强的材料：GaN、SIC以及zno等各种类型的材料在现阶段发展进程向前推进的速度都是相对来说比较快的。

4 对现阶段碳化硅这种材料的发展和在各个领域中得到的应用进行分析

碳化硅作为一种碳基化合物，其本身是一种导热性能非常强的半导体材料，在很多对散热性要求非常高的行业中发挥的作用是非常高的。碳化硅的稳定性是非常强的，其在发电传输、太阳能电池、卫星通讯等领域中发挥的作用是非常重要的，在很多军工行业碳化硅这种半导体材料都得到了非常广泛的应用，很多国家为了提高自己的国防实力就会大量的应用碳化硅。

正是由于碳化硅的这种特性，在我国发展过程中将碳化硅应用到生产过程中的产业是非常少的，现在我国碳化硅相关行业的发展速度并不是非常快，现在我国碳化硅行业在发展过程中，已经逐渐开始更加注意环保这一特性了。我国在发展的过程中对碳化硅这种半导体材料的重视度已经开始变得越来越高了，这种现象在一定程度上进一步推动了我国碳化硅相关产业的发展。

5 对现阶段我国所研发出来的创新型半导体材料氧化锌的发展趋势进行分析

电子科学技术的研究，已经渗透到了我们生活中的各个领域，引领着当前社会新型技术的发展和时代发展的步伐，作为电子科学技术发展的根基，半导体材料的发展，也决定着我国当前电子工业发展的主要方向和主要发展的趋势。作为一种创新型的半导体材料，氧化锌在光学材料以及传感器等各个领域中得到了较为广泛的应用，因为这种创新型的半导体材料具有反应速度相对来说比较快、集成度相对来说比较高以及灵敏程度相对来说比较高等一系列的特点，和当前我国传感器行业发展进程向前推进的过程中所遵循的微型化宗旨相适应，因为氧化锌这种创新型的半导体材料的原材料丰富程度是相对来说比较高的、环保性相对来说比较强、价格相对来说比较低，所以氧化锌这种创新型的半导体材料在未来的发展前景是相对来说比较广阔的。

6 结束语

综上所述，随着我国经济发展速度的不断加快，人们对电子科学技术的要求也已经变得越来越高了，为了能够更好的满足人们的需求，我们必须要不断加大对半导体材料的研究的投入力度，只有这样半导体材料的发展速度才能够变得越来越快，在进行半导体材料研究的过程中，我们必须要不断根据人们的需求来对半导体材料的性能进行调整，只有这样半导体材料的应用范围才能够变得越来越广，我国电子工业产业的发展速度才能够变得越来越快。

参考文献

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