关于电子科学技术半导体材料发展趋势的相关研究

贾瑞丽

摘 要：随着现代科学技术的快速发展，目前半导体材料在工业生产与社会生活中的地位也在不断提升。立足于研究进行现状，首先介绍了半导体材料的定义与内涵，其次对半导体材料的分类情况进行了简单解析，最后则结合上述内容对于半导体材料的发展前景以及应用于电子科学技术的条件进行了探讨，希望可以有效提升半导体材料的应用范围，为行业的可持续健康发展创造条件。

关键词：电子科学技术；半导体材料；发展应用趋势

引言

半导体材料作为一种新型特殊材料，是制作半导体元器件以及电子原件的核心。为了进一步探讨半导体材料在电子科学技术中的应用情况，现就半导体材料的定义与特征简单介绍如下。

1 半导体材料概述

根据自然界的中材料的导电性能来进行划分，可以归纳为导体、半导体以及绝缘体三个部分。其中，半导体的范围大概为1mΩ·cm～1GΩ·cm之间，在这个范围内，材料大多数都表现出一定的线性温度相关的材料特性，这一点与常规的金属材料正好相反。从材料的特征上来看，半导体材料在收到外部因素影响时会出现半导体物理性能的变化，这些我们都将其归纳为半导体材料的半导体性质。在半导体的基本化学性能变化过程中，具有其独特的功能与特征。在进行半导体材料的范围调整與设置时，基本性质可以包括上述特征就能够纳入到半导体材料的范畴当中，但是不同的材料在成本、冶炼以及耐温性能工艺可靠性方面存在较大的差异，所以在实际应用时还需要进行合理的调整与筛选，这样才能够有效提升材料的应用效果。

2 半导体材料的分类

2.1 晶体材料

光子晶体材料作为一种人工创造的晶体结构类型，其本身具有明确的光子带隙特征。该技术应用时可以借助于波的范围调整来满足不同的环境。从结构特性我们不难发现，光子晶体本身具有禁带，通过投产使用取得了不错的市场效果。实际上，晶体材料的出现与发展与社会的发展阶段具有密切的关系。目前我国正处于信息技术快速发展与成型的阶段，在这个阶段晶体材料还具有广泛的发展潜力与空间，所以要想突出这些优势，需要借助于晶体材料的设计与优化才能够真正的满足。

2.2 单晶材料

单晶材料当中，砷化镓属于较为常见的一种类型。相比于普遍的硅晶体材料，其整体性能更稳定，同时兼顾了耐高温以及耐辐射等特征。在第二代半导体材料的应用过程中也具有不错的效果。通过多年的技术实现经验来看，该类型的单晶材料并没有在本质上完全取代单晶硅的地位，但是其本身具有不错的离子注入优势，同时研发的成本也不高，应用过程中材料来源十分广泛，这些特征决定了单晶材料依然具有广阔的发展应用前景。单晶材料本身属于特殊化合物，具有直接跃迁的能带结构，这样光电应用的功能也可以得到确保。实际上，随着技术的不断发展，单晶材料的优势也逐渐展现出来，成为技术升级的新核心。

2.3 硅材料

半导体材料在科学技术的应用过程中也属于较为普遍的材料，更是应用最早的一种材料。相比于传统材料而言，硅材料包括有非晶硅薄膜、硅片等不同的类型，都能够直接作为元器件的原始材料。在进行半导体材料的制造过程中，可以借助于多晶硅熔炼的方式来获取。相比之下，硅单晶的纯度、物质性质与成本控制的体系更为完善，所以目前应用稳定性使得其在电子信息领域方面依然是最为合理、可靠的选择。

3 电子科学技术半导体材料的发展前景

半导体材料在电子科学技术领域具有广阔的应用空间，主要体现在如下两个方面。

3.1 SiC材料

碳化硅材料具有很强的热稳定性，稳定性的优势使得其能够在各种不同环境下使用，这也决定了碳化硅的应用优势与特征。结合现阶段的电子科技领域的实际条件来看，碳化硅能够很好的匹配卫星通信、太阳能等高精尖技术领域，同时本身具有不错的碳化硅材料适应性，可以满足各种内容的需求。碳化硅作为特殊的半导体材料，在各大科研院校以及工业生产中都具有广泛的使用，最为关键的就是军工领域的应用。实际上，上述行业在初级阶段还需要一定的转型周期，所以技术成熟度还不太高，需要继续加大技术投入，提升材料的使用水平。特别是近些年来国家对于环保的要求越来越高，传统的电子科技生产过程中不能在出现对环境有污染的内容，这也使得碳化硅这样相对环保的材料具有广阔的应用空间，值得继续深入研究。

3.2 超晶结构

超晶结构也是近些年来电子科学技术发展过程中的新重点。电子科学技术正处于快速发展的阶段，这个阶段无论是技术工艺成熟度还是原材料的提炼水平都决定了技术的整体高度。结合目前国内的实际条件来看，对于传统的晶体结构而言，我国的技术成熟度相对较高，但是世界范围内的竞争力不强，同时发展的空间有限。但是，在超晶结构以及微晶结构方面，与西方发达国家还是存在较大的差距，这也是技术研发的新重点。作为我国的电子科技相关领域，也不能够过分依赖于进口西方的先进技术，应该做好技术调整与研究，加大科研经费的投入力度，同时关注超晶体结构与微晶结构的特征，认识到利害关系。超晶结构研究成本较高，在电子信息领域也具有广泛的应用优势，所以还是需要关注物力资源、人力资源的和谐配置，确保经济发展能够达到预期的条件与水平。

4 结语

综上所述，半导体材料在电子科学技术中具有广泛的应用，其中主要体现在硅材料、单晶材料以及晶体原材料等方面，通过加强这些方面的研究，可以有效促进技术成熟度，提升半导体材料的应用效率，同时更好的满足生产实践工作。本文重点对碳化硅、超晶结构进行了探讨，希望可以为半导体材料的发展提供新的思路与借鉴。

参考文献

[1]缑伟.电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].计算机产品与流通，2019（02）：78-79.

[2]霍翔.探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].科技创新与应用，2016（30）：145.

[3]王欣.电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].通讯世界，2016（08）：237.

[4].协同创新平台：电子技术与材料开发研究所[J].广州职业教育论坛，2013，12（02）：2.

[5]华庆恒. 半导体材料测量技术的新进展[A]. 中国电子学会生产技术学分会理化分析专业委员会.中国电子学会生产技术学分会理化分析专业委员会第六届年会论文集[C].中国电子学会生产技术学分会理化分析专业委员会：中国电子学会电子制造与封装技术分会，1999：1.