半导体材料的性能分析及其应用

半导体材料的性能分析及其应用

谭孟苹

佛山市国星光电股份有限公司广东省佛山市禅城区 528000

摘要:半导体材料其实出现在人们日常生活的各个角落，无处不在，比如人们生活中必备的电视机，个人电脑，微波炉，电磁炉等其中都会有半导体的存在并且半导体在这些机器中都扮演着重要的角色。个中原因，是半导体具有特殊的性质决定的，在这个电气时代，半导体具有导电性的同时却是属于导体和绝缘体之间的一种材料，导电能力具有方向性。

本文主要阐述半导体的具体含义及其分类，根据不同类型的半导体，对其发展前景进行简单的设想和展望，希望为我国的半导体行业发展尽一份绵薄之力。

关键词:半导体材料;概念及分类;应用;发展前景

一、半导体材料的应用

半导体凭借着自身的优点，在我国应用的相当广泛，它已经渐渐渗透到我国的各个产业当中，在人们的生活中，引领着未来发展的步伐，半导体的发展同时也决定着我国电子工业在未来的发展状况，材料是人类生活当中最主要的物质基础，它可以使人类的科技从底层提高到一个全新的高度，目前这些材料已经成为我们生活中处处可见到的了，在一定程度上能够发展我国的电子工业，对于我国的国民经济来说也是十分重要的，目前它已经得到了世界广泛，群众的认可，半导体材料的出现是我国电子工业很大的进步，半导体材料除了在我们的日常生产生活中有所应用，在其他领域也应用得相当广泛，比如说对我国的社会经济以及军事方面的建设都有着非常重要的作用，从整体来看，看到材料，因为其特殊的整流效应，它会被用在一些检测波形的武器当中，然后在光伏电池以及红外线探测仪器如图2中也会使用到半导体材料，他们都能在这些仪器中发挥出最好的优势，因此也在世界上被广泛应用。半导体材料的发展不仅对我国而且对整个世界都有着很大的促进作用，在第二次世界大战的过程当中，就已经有国家应用半导体材料去制作一些高级的探测仪器，来提高本国的整体作战实力，通过半导体材料的研究和制造，利用红外线对敌军进行严密的监测就可以使本国的防御能力有所增强。

二、传统半导体材料的应用及局限性近几年来，社会信息不断发展，电子工业技术也发展得十分乐观，在这样的社会背景之下，单一的材料已经不能满足人们的需求了，我们需要不断的提升这方面的能力，然后从各方面共同发展，促进我国的国民经济增长，为了满足渐渐以来的社会增长情况，因此一批具有半导体的有机功能的材料，也逐渐被人们开发出来，在这个过程中也应用到了各个领域，有机半导体材料有很多的优点，目前使用的相当广泛。半导体的材料种类相当多，在目前的应用来看，化学的组成成分，可以将半导体分成元素半导体化合物半导体等等，按照组成的元素来分，也能够分为一元二元三元多元等半导体，这大部分半导体的材料都是由单晶硅制片以后，直接用于半导体的制造当中，目前我国的硅储量是比较丰富的，而且这种材料的价格相对于其他半导体来说也处于比较低的位置，它不仅能够有着优良的性能，而且成本低，这样给很多的产业带来了巨大的利润，同时硅材料在目前处于主导和核心的地位，虽然发挥着很大的作用，但是也有一部分的局限性，就比如说他在电子领域方面的应用，就显得比较弱。从材料分析来看，产品应用的基础主要是在于分析它的物理方面的性质，比如说发射光的波长通常是有一些带宽比来决定的，带宽越大，所发射的光的波长就会越短，这是一个很好的，能够展现其半导体性能的例子。

三、半导体材料发展前景

由于一些历史原因，我们国家的半导体行业与发达国家存在一定的差距，在技术上有不成熟的地方，拉晶和对晶片的制造和后期加工上与发达国家存在差距，面对这种情况，我国相关部门快速成立了相应的开发和生产共同体，统一安排，统一领导，有序地进行半导体自主研发和生产试验，稳步提高着我国在半导体领域的科研水平。在各方面的共同努力下，形成每年两到三吨的SI-GaAs，每年三到五吨掺杂GaAs，InP单晶以及开盒就可以使用的晶片的制造能力，国家的支持和投入，推动了我国半导体行业的进步和发展，更好地适应了其他行业的发展脚步，为发展提供了新的助力。六英寸的GaAs制造的逐步实现国际化。对量子阱材料和超晶格材料的进一步发展提高。针对我国目前半导体行业的发展情况，主要方向应定位于超高亮度的红光材料，绿光材料和蓝光材料，加上光通信材料，以上为主要的研究发展方向，洞悉半导体市场对于新一批微电子元件和电路的需求，增强MBE和MOCVD基地方面的建设，积极学习先进的技术和经验，引进其先进设备，将CaN，CaALAs/GaAs基本蓝绿光材料作为重点，实现相关材料的实用化，最终达到中国市场对于一百万平方英寸的MBE以及MOCVD微电子，光电子微结构材料的生产的需求要求。争取在二十一世纪的中后期实现我国的半导体发展水平达到国际上对半导体行业的要求，进而实现我国半导体行业处于世界发展前列的目标，引领世界半导体行业的发展。对零维半导体和一维半导体的发展前景展望。就目前的发展情况来看，零维半导体和一维半导体结构材料的固态纳米量值器发展尚不成熟，没有达到健壮和稳定的发展阶段，对其深入的研究没有有效的成果总结，但是例如零维半导体和一维半导体等低维度材料的固态纳米量值器对于半导体材料后续进一步的发展有着举足轻重的关键性影响，低维度材料的固态纳米量值器的发展和成熟会带来微电子技术和光电子技术的发展革新，带来新的发展篇章。在此需要特别提到，制造水平的高低可以说直接决定了纳米结构材料质量的好坏，提高纳米结构材料质量的质量需要相当的科研水平，需要相当充足的人力资源投入和资金投入，二者缺一不可，只有同时具备人力和财力才能为发展提供不竭的动力。目前我国在量子器件研制，量子点材料制备，半导体量子线等方面相较其领先水平都有一定的差距，发展需要人力和资源的投入，相关部门可以通过政策为其获取外界的关注度，以此来为其发展做准备。只有不断为半导体行业提供良好的发展环境，有足够的社会关注度，才能不断促进半导体行业的发展，使半导体行业成为我国经济建设的有力推手，促进我国经济发展腾飞。根据我国的相关调查显示，针对二零一六到二零二零的半导体行业现状践行分析预测，在全世界范围内的半导体行业收入增长半分之五的情况下，全球半导体材料市场总收入为四百三十五亿美元，我国的台湾地区第四次成为半导体材料消费最大地区之一。随着半导体材料的需求不断加大，投资环境逐步转好，另外在我国的优惠政策的影响下，全球半导体产业向着中国聚集，我国的集成电路保持着每年百分之三十的增长态势。相信在以后的发展中中国会面临更多的机遇和挑战，得到不断的发展。

四、结语

随着我国各方面的快速发展，使得市场的需求随之不断扩大，投资环境随着不断的改善向着更好的方向迈进，另外我国出台的优惠政策使得全球范围内的半导体产业逐渐向中国市场进行转移，其中集成电路的增长速度尤为明显。同时，信息产业的发展也为行业带来一定的影响，使得作为基础原料的单晶体硅和多晶体硅的需求量增加，材料行业被赋予更高的要求，必须进一步完善和发展，与半导体行业相互促进，共同提高。半导体及相关行业，应牢牢抓住机会，迎接挑战，促进我国更好更快发展。

参考文献:

［1］闵俊杰．半导体材料的性能分析及其应用［J］．科技传播，2019，11(04):199-200．

［2］郑敏燕，侯雅慧，张国伟，贾瑶，郭妮．有机半导体材料分子结构及性能研究进展［J］．咸阳师范学院学报，2018，33(06):70-73．

［3］陈烁．硒化物半导体材料的制备及其光电器件应用研究［D］．浙江大学，2018．