梁贵翔
运城学院 山西 运城
摘要：随着我国信息技术的迅猛发展和电子技术的发展，各行业使用电子技术的频率也在增加。半导体的应用在电子技术中发挥着关键作用，使我国的电子产业在不断发展的世界科学技术背景下进入信息时代的新阶段，使电子产业成为信息时代发展的关键引擎。本文研究了半导体材料在电子领域的发展情况。
关键词：电子科学技术；半导体；发展趋势
当前，中国工业的发展离不开电子技术的进步，半导体材料是现代电子技术产业的重要商品。在现代社会的发展中，半导体材料一直很重要。带隙宽度导体作为第三代半导体材料，其宽禁带远远超过硅和砷化镓，在所有领域都发挥了更大作用，对工业的进步和发展作出了重大贡献。
一、电子科学技术中的半导体材料发展的背景与意义
当今社会的发展依赖半导体材料在电气科学技术中的支持，但半导体材料才发展了几十年。自第一代半导体材料问世以来，以硅和锂为代表的半导体已被广泛应用，因为它们具有较高的存储容量。到目前为止，第一代半导体材料已经在许多领域采用了各种技术。电子开发初期，半导体材料的开发并不成功。锗是制造半导体材料的第一个元素，但是，由于锗的化学活泼，很容易在半导体设备中产生化学稳定的氧化锗，从而大大降低了锗的电导率，严重阻碍了电子科学技术的发展。同时，锗的产量明显低于硅，严重阻碍了当时半导体材料的发展。直至1980年代，由于红外光学领域的技术进步，锗被广泛用作红外光学领域的半导体材料，从而也成为太阳能电池领域的半导体材料。第二代和第三代半导体材料随着半导体技术研究的深入和更好的理解而逐步发展。尤其是第三代半导体材料具有宽禁带、高导热系数、击穿电场高、高辐射密度、高电子饱和度和高速率等特点，应用于许多领域，而发展前景在未来仍然十分广阔。
二、半导体材料的发展现状
1.半导体硅材料。近年来，开发了新型半导体。硅以其丰富的资源、低廉的成本和优良的性能在半导体市场上占有重要地位。在日常生活中，大多数电子产品都是由硅制成的，一些超大型集成电路、大型集成电路和集成电路也是由硅材料或硅晶体衍生而来的。可见硅材料在集成电路的发展中起着重要作用。二十世纪末以来，硅材料已经开发并用于电子技术的各个领域，年需求量迅速增长。从全球硅消费的角度来看，今后硅很可能成为电子通信和信息技术领域的一种重要的半导体材料。
2.光子晶体半导体材料。光子晶体是以光学尺度人工设计和制造的晶体，具有周期性的电结构。其电动常数周期被人工调整到与工作波相似的比例。与半导体的电能相比，光子晶体的能量几乎为零，因此不可能传送光波到间质能量。此外，由于光子晶体是人工适应其性质的，因此它们定期受到损害，并且主要端和捐助端出现在此范围内，光子密度随光子晶体的大小而变化。如今随着微电子的不断发展，人们对电子产品中芯片的需求越来越大然而，电子产品越来越小，生产技术越来越有限，无法满足信息质量要求。因此，新电子技术的发展已成为新时代的新计划。
3.砷化镓单晶半导体材料。砷化镓对高温和辐射具有抵抗力。它主要用于微电子和光电材料领域，并广泛用于某些快速运行的电路。近年来，通信技术的使用越来越多，砷化镓的生产和使用也越来越多。由于砷化镓单晶材料的开发起步较晚，随着我国一些电子企业的出现，半导体材料的开发有了新的可能性。
三、新型半导体材料的发展趋势
鉴于半导体器件性能要求不断提高，提出了半导体集成度、能耗和成本的新定义。目前，第三代半导体材料逐渐成为目前的半导体材料。作为材料发展的主流，以第三代半导体材料为代表的氮化镓(GAN)、碳化硅(SIC)和氧化锌(ZnO)等材料取得了很大进展。
1.GAN材料的开发和应用。
GAN作为一种具有低热效应和强击穿效应效应的半导体材料，广泛应用于高温高功率器件和高频微波器件。此外，由于GAN的带隙较宽，GAN在使用蓝光LED方面具有明显优势，一方面作为LED基板具有相当大的市场前景，我国GAN产业起步较晚，但随着在各个领域的广泛应用，我国加大了研发力度这些领域的研究、发展和投资涉及军事、新能源和光学探测。
2.碳化硅(SIC)材料的开发和应用。碳化硅是典型的硅半导体材料其导热性与其他材料相比非常稳定，因此在需要良好散热性能的情况下广泛使用。目前，碳化硅广泛用于太阳能电池、发电和输电以及卫星通信等领域。此外，碳化硅广泛用于军事领域，并广泛用于某些军事建筑以及通信和测试等领域。由于缺乏必要的工业支持，中国碳化硅工业的发展仍然比较缓慢但是，随着中国越来越重视环境保护的发展，SIC材料也符合这一要求，这种新型半导体材料越来越受到国家的重视。随着半导体行业的不断进步，我国碳化硅行业的地位越来越重要。
3.新型半导体材料氧化锌的发展趋势。氧化锌(ZnO)具有反应速度快、集成度高、能耗低、灵敏度高等优点，在光学材料、传感器等领域发挥着重要作用。，并且越来越适合当前的微传感器应用。ZnO具有丰富的原料、良好的环保、低价等优点，广泛应用于半导体器件的研制，具有广阔的应用前景。
四、发展我国半导体材料的一些思考
1.增加硅材料的开发力。硅是半导体的主要材料和电子产品的主要来源。世界拥有丰富的硅资源，但由于当前的社会发展趋势，对电子产品的需求不断增加。只有不断发展新型半导体，才能满足世界人民的需要。但是，去国硅的发展水平与一些发达国家大不相同。为了进一步发展本国科技，缩小与发达国家的差距，国家应积极引进硅晶体精炼设备，建立更多的硅晶体精炼基地，只有培养出一批优秀的硅晶体开采专业人才，我们才能更好地发展我国的电子技术，从而增强国的综合国力。
2.关于发展砷化镓化合物的建议。与其他发达国家相比，对砷化镓和相关化合物进行了晶体提炼与其他国家相比有很大的差异，由于处理和提取晶体方面的相对落后，砷化镓及其半导体化合物的生产能力也相对较低。这就要求国家有关部门加强晶体的提取，同时促进社会电子企业之间的有效合作，以增加晶体的提取得成功的几率。
3.超晶体的发展。超晶体是旨在发展微电子和光电子技术。超晶体的发展可以为我国在新时代的发展提供动力。发展研究应以中国强大的经济实力为基础深化研究。各国应引进新技术和设备，继续提高我国无线电产品的能力。同时，中国应将其人力、物力和财力资源集中用于光子晶体的研制和开发，以促进中国的经济技术进步。
到目前为止，我国的经济发展步伐相对稳定如今，正处于知识经济时代，对半导体设备中使用的半导体材料需求较高，半导体设备中使用的半导体材料的研究得到了加强，摩尔定律仍然适用于开发过程随着半导体材料的研究，使用新型半导体材料的半导体设备的性能有了很大的提高。我相信在不久的将来，半导体材料的市场会繁荣起来，市场也发生了很大变化。
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