半导体材料在电子科学技术中的发展前景

　　【摘要】近些年来，我国的经济水平和科技水平都在飞速发展，各个行业得到突飞猛进的进步，其最重要的技术基础就是半导体材料的不断创新。电子科学技术中的半导体材料的应用渗透于我们生活中的各个领域，为各个行业的发展做出巨大贡献。从第一代以硅、锗为代表的半导体材料发展到现阶段的第三代半导体材料，半导体材料的性能得到了巨大的提升，并将会在未来的各种新技术的发展中持续处于重要地位

　　【关键词】电子科学技术半导体发展趋势

　　引言：现阶段，我国的各个行业的发展都离不开电子科学技术的进步，而半导体材料是现代电子科学工业重要的基础产品。在现代社会的发展过程中，半导体材料始终处于重要地位。目前，以带隙宽度明显大于硅和砷化镓的宽禁带半导体作为第三代半导体材料为代表在各个领域都发挥着各位优越的性能，并为各个行业的进步与发展做出巨大贡献。

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　　一、电子科学技术中的半导体材料发展的背景与意义

　　虽然现阶段的社会发展离不开电子科学技术中的半导体材料的支持，但半导体材料仅仅经历了数十年的发展。从第一代半导体材料的出现，以硅和锗为代表的第一代半导体因为储存量较大和制作工艺较为成熟等原因快速的取得广泛的应用，直到现阶段的各种技术仍在很多领域应用第一代半导体材料。在电子科学技术发展初期，半导体材料的发展并不顺利，最早应用于半导体材料制作的元素是锗，但由于锗的化学性活泼，极易与半导体设备中的其他材料发生氧化还原反应，进而生成化学性稳定的氧化锗，从而大幅度降低了锗的导电性，严重阻碍了电子科学技术的发展。同时，锗的产量也远远低于硅的产量，这也严重的限制了当时半导体材料的发展。直到上个世纪八十年代，在红外光学领域的技术突破，使锗这种半导体材料取得了在红外光学领域的广泛应用，随后也在太阳能电池领域得到了较为广泛的应用。随着人们对电子科学技术研究的不断深入和对半导体材料的认识不断深化，逐渐开发出第二代和第三代半导体材料。尤其是第三代半导体材料具有宽禁带、高热导率、高的击穿电场，高抗辐射能力、高电子饱和性以及高速率等特点在各个领域中得到了广泛的应用，同时在未来仍有十分广阔的发展前景。

　　二、电子科学技术中半导体材料的特点

　　半导体材料是一种具有介于导体与绝缘体之间特性的一种材料，通常用来制作电路中的各种电子器件。现阶段使用的半导体材料主要分为元素半导体，化合物半导体和固溶半导体。

　　三、电子科学技术中的半导体材料的发展趋势

　　电子科学技术中的半导体材料历经数十年的发展，已经经历了三代。第一代主要是以硅和锗为主的半导体材料，为现代的电子科学技术的发展做出巨大贡献。其主要应用于低压、低频、低功耗的集成电路中。同时由于硅材料的原料丰富，成本较低，在未来的电子科学技术发展中同样会是重要的半导体材料。随着科技的发展，因为硅半导体材料在高压和高频电子器件受到限制等问题，第二代半导体材料的应用主要是以砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）为代表，并在信贷信息产业中得到发展。由于砷化镓的电子迁移率远高于第一代半导体材料硅，且具有较宽的带隙，可以满足高频和高速的工作环境下，其性能十分符合现代通信行业的需求。但第二代半导体材料也存在着十分严重的弊端，首先第二代半导体材料随交予第一代有了明显的进步，但其禁带宽度仍然不够大，击穿电场较低，在高温、高功率的应用场景下并不理想。其次，砷化镓的原材料具有毒性，对环境和人体都不够友好。基于第二代半导体材料的局限性，在此基础上研发的第三代半导体材料得到了巨大的优化。第三代半导体材料的带隙宽度得到了明显的增大，具有较高的击穿电场，较强的抗辐射性，较高的热导率和较高的电子饱和速率等优点。第三代半导体可以在较高的温度下稳定运行，并且消耗的电能较少，运行效率更高，而且还可以在高电压和高频率的条件下良好的运行。

　　四、小结

　　从第一代半导体材料发展到现阶段的第三代半导体材料，电子科学技术得到的巨大的发展，同时也带动了周边产业的发展，也为我国的发展起到了重要的推动作用。在新的时代，人们必然会对半导体材料的要求逐步提高，相关的研究者也应该积极面对时代的进步，在原有技术上不断创新，不断改革，不断生产出可以满足各个行业需求的半导体材料。

　　参考文献

　　[1]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.

　　[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.图1氧化锌半导体结构图

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