关于半导体材料的

学科前沿讲座论文化工学院过控08-2班桂大强半导体材料的研究桂大强（中国矿业大学化工学院过控08-2班06082908）【内容摘要】半导体材料经过不长的时间已经发展成为与我们生活息息相关的产业，随处可见，可见其重要性，普普及性。本文简要的去解读半导体材料的性质、用途、具体的半导体材料组成，以及其研究的现状和意义、研究热点难点和前景等。免【关乏键字雷】辽半导卷体材漏料换研瞒究腿分应用侨一、叮浅谈尺半导项体材值料免自然宜界的丽物质爪、材蜓料按剪导电述能力见大小榴可分铸为导流体、盖半导烧体、咱和绝姜缘体农三大献类。悠半导梳体的您电导情率在傅10巷～1它0欧氏／厘适米之惠间。抛在一困般情押况下渣，半狼导体怨电导赔率随课温度优的升敏高而嫂增大呀，这惨与金敲属导缓体恰瓜好相末反。浅冻凡具勤有上跃述两渗种特姜征的驱材料侍都可狱归入贸半导州体材烘料的塌范围俱。反桨映半赛导体苍内在啄基本名性质辆的却倍是各载种外趴界因语素如志光、撞热、反磁、除电等听作用跳于半懒导体秀而引划起的猫物理湖效应德和现筹象，舞这些浇可统共称为泊半导纷体材恩料的碗半导顿体性鼻质。丝构成嫩固态异电子宜器件扛的基仙体材颠料绝佛大多误数是梯半导旱体，淋正是饿这些冷半导涝体材符料的掉各种发半导所体性辜质赋换予各颠种不络同类尊型半易导体转器件喊以不同同的摩功能杀和特返性。做半导没体的塘基本苍化学检特征邻在于豪原子臂间存罗在饱午和的笼共价常键。享作为最共价助键特删征的其典型条是在侧晶格思结构雾上表格现为矮四面棉体结妻构,疾所以耐典型软的半尼导体荣材料勺具有糖金刚吩石或仪闪锌内矿(霞Zn嫌S)氧的结锻构。仪由份于地缴球的熟矿藏诸多半咏是化押合物好，所初以最晚早得柱到利呜用的乒半导撑体材衫料都易是化密合物岛,例琴如方惰铅矿倍(P呼bS令)很器早就抬用于虚无线占电检天波，较氧化们亚铜蕉(C减u2荷O)线用作者固体煤整流花器，枕闪锌伍矿(垦Zn灯S)但是熟猴知的拴固体另发光植材料圈，碳尺化硅角(S接iC芒)的歉整流疲检波安作用昆也较怖早被办利用坛。硒附(S禽e)碧是最很早发树现并扣被利回用的语元素止半导零体，丈曾是菌固体爪整流错器和坛光电炊池的历重要赞材料搂。元舌素半汗导体恋锗（美Ge霞）放首大作订用的坏发现饥开辟冻了半称导体层历史幸新的配一页龟，从投此电秆子设橡备开扯始实两现晶党体管紧化。旅二、舟半导县体材训料的笛研究扬现状牌和意榆义揪相对密于半铜导体矿设备夏市场罚，半穴导体稼材料筑市场嫩长期榆处于计配角帐的位搂置，律但随饮着芯趣片出竞货量阳增长毁，材斩料市歉场将说保持讽持续选增长枕，并伞开始铲摆脱报浮华秋的设再备市简场所招带来许的阴帜影。宅按销燕售收征入计育算，沈日本蜂保持症最大羞半导饿体材寨料市递场的撑地位摔。然凡而台蜘湾、捆RO晕W、域韩国虾也开扣始崛页起成凳为重推要的偏市场臂，材搅料市戴场的眠崛起柏体现换了器黑件制野造业如在这控些地饼区的如发展疯。晶里圆制蛾造材败料市览场和可封装牲材料跳市场批双双取获得缩增长救，未鲁来增飘长将晚趋于黄缓和瓦，但狐增长丹势头眯仍将伞保持煤。牢美国希半导勺体产幕业协引会(萌SI经A)净预测冶，2搁00罩8年翼半导决体市甘场收也入将撇接近湿26变70加亿美弱元，头连续塘第五台年实慈现增羞长。巨无独寿有偶壶，半碰导体朵材料券市场庸也在视相同向时间掌内连品续改吸写销渗售收掏入和钳出货伴量的描记录兴。晶夫圆制龟造材滴料和辱封装掏材料梢均获驶得了随增长仪，预蹦计今沉年这蛇两部叫分市婆场收伍入分钻别为添26词8亿票美元且和1省99量亿美刚元。膀转日本猎继续罗保持页在半统导体腿材料被市场样中的疼领先雁地位己，消塔耗量认占总贱市场胜的2根2%篇。2器00乐4年梳台湾允地区单超过挺了北绒美地蚕区成赔为第煮二大慧半导塔体材异料市谢场。舒北美槽地区碰落后逃于R救OW倍(R辱es源to态fW男or睁ld搬)和喘韩国绘排名泰第五缎。R催OW棚包括融新加将坡、尖马来战西亚微、泰脆国等摆东南姑亚国戴家和悉地区厘。许励多新慕的晶宋圆厂科在这夏些地挽区投苹资建殿设，侄而且良每个结地区蚁都具母有比泰北美校更坚勒实的每封装督基础窃。舱芯片紫制造宗材料跌占半浙导体帝材料涂市场擦的6串0%蜓，其掌中大厕部分净来自拳硅晶铺圆。素硅晶黑圆和两光掩绝膜总支和占维晶圆呆制造富材料密的6槽2%坡。2觉00择7年盆所有疼晶圆竞制造孕材料熊，除汗了湿参化学义试剂提、光夕掩模和和溅课射靶所，都竞获得能了强甚劲增随长，层使晶为圆制铲造材孙料市驶场总坚体增罪长1亩6%次。2勇00斗8年锁晶圆关制造剩材料王市场宅增长日相对爱平缓锹，增听幅为眉7%旁。预茫计2固00亏9年籍和2介01对0年富，增巡幅分抽别为灵9%益和6漫%。续押半导渠体材连料市臂场发唤生的绑最重网大的锄变化葛之一耐是封扩装材骄料市优场的蚊崛起侨。1衫99捉8年烟封装洁材料啊市场圣占半驳导体龟材料骄市场丈的3匠3%眯，而艳20卸08筐年该绕份额扇预计孙可增丹至4先3%设。这券种变坏化是店由于窝球栅脊阵列株、芯窝片级档封装扯和倒础装芯亭片封宜装中层越来汉越多牌地使论用碾雄压基瓣底和展先进显聚合漆材料站。随观着产蠢品便育携性裂和功狐能性倘对封月装提构出了肉更高难的要刃求，娱预计闻这些昏材料遍将在拍未来晒几年厨内获椒得更戒为强羽劲的麦增长存。此宁外，旺金价罩大幅细上涨铃使引寸线键轮合部脖分在危20碗07锹年获晕得3医6%仰的增丽长。侍杰与晶邮圆制年造材削料相餐似，散半导愈体封离装材幅料在捞未来女三年泄增速铺也将重放缓臂，2迷00拖9年门和2洪01虫0年泽增幅捷均为日5%用，分室别达席到2腾09孩亿美集元和避22疼0亿渔美元驳。除止去金战价因洁素，纹且碾浩压衬根底不斧计入圈统计康，实笔际增丈长率狼为2地%至跌3%俯。挠20教世纪埋中叶巨，单丑晶硅呢和半搜导体挺晶体心管的阳发明直及其疗硅集浇成电高路的母研制爹成功特，导半致了开电子恶工业否革命孤；2堪0世躲纪7斑0年短代初辞石英皂光导妙纤维传材料狐和G羊aA督s激钥光器梁的发涂明，沟促进冷了光怪纤通筹信技纳术迅尘速发岂展并式逐步魂形成辫了高彼新技宪术产眉业，单使人凝类进叶入了损信息裹时代低。超宇晶格枕概念蓬的提纷出及眨其半足导体申超晶校格、进量子表阱材米料的谷研制截成功庆，彻谅底改友变了配光电闯器件顿的设急计思俘想，秘使半汉导体惜器件东的设辛计与再制造奋从腥“败杂质啄工程牧”轨发展闸到稳“抵能带拢工程雹”监。纳品米科禽学技竞术的堪发展扭和应鸭用，末将使宴人类陵能从塑原子灾、分厕子或厨纳米蜜尺度节水平容上控发制、容操纵庆和制产造功本能强脸大的誉新型苍器件餐与电恨路，棉深刻范地影捐响着瑞世界素的政拥治、遮经济劈格局浑和军档事对仰抗的猜形式趁，彻箩底改秃变人虎们的鹊生活串方式式。盐三、悟半导泛体材匆料释研究基的鱼热点予难点搅问题宵近年肯来,馆低维著有机葛半导牧体材张料的黎研究毅被人溪们广搜泛的撕关注悄,特雾别是扫在发捧现了劲聚对剑苯乙杆炔(咱PP挖V)拘的电馅致发萌光现采象以讯后。裁低维瓦有机幼半导鲁体材歪料中拜一些徒新的数物理迁性质婶使人秧们不壳论在冰理论葛上还屠是在薄试验摆上都穷面临恳新的湾挑战储。随凝着现毕代科伟学技辉术的兄发展画,使盯得制纠造出傅在有尼机半奋导体截材料暴光电曲子器巴件已遮经成番为可寻能,赵由于辜有机贵半导登体材近料具游有广务泛的夏应用捎前途斜,使耗之成毕为低窗维材贝料物补理中末研究酷的热仔点之匀一。益碳化浪硅S豪iC沫、氮侄化镓大Ga艺N和革金刚拥石是超典型到的宽品禁带洲半导瓣体材页料。啦基于再碳化锯硅材煤料的材功率麦器件项经过粗了长犹时间粉研究矩，已御经具夸有较暑高的更成熟盘度和竿可靠恼性。临20堡04抬年，吸Cr摧ee呼公司液成功顺研发仅微管恼密度苗低于谣10和cm忆-2黎的高邀质量普3英烂寸4厨H-怕Si脑C材姿料，面并投擦放市甲场。表20痒07惕年，闻该公香司又禁推出务了4访英寸缘零微础管密踢度的奶4H洲-S宵iC谊材料纹，可榆用于脱制作誉大尺欲寸的贤高功篇率器声件。喉目前依Cr锡ee司公司双、I西I-滴VI壁公司凭、D笨ow景C搂or让ni御ng太公司春和N帮ip丧po雅n香St增ee容l已也经批站量生丧产4矮英寸所碳化赖硅晶芽圆。宰20所10墨年业营界发茂布了炉6英馅寸的乒碳化蒜硅晶绘圆。悠15验0m励m的沙晶圆衰毫无腐疑问蔑会降剥低碳误化硅岛器件美制造洁成本络，并辩且为荒4H唱-S弄iC礼功率毛器件糊的发射展提骗供坚值实基抗础。洒实现轰低导膛通电榨阻的咳方法订是提莫高材奖料的蓬临界愧击穿舌电场扮，也弱就是延选择著宽禁富带的红半导窑体材械料。惊根据册更符叙合实阳际应抽用，浴以及倚综合死考虑匪功率伏器件揭的导廊通损载耗、蓄开关唐损耗绩和芯严片面艇积等串因素算的估助算，沟碳化读硅、伤氮化需镓和扭金刚株石功匙率器停件大建大降坑低了鼻损耗州和器沉件面息积，倾新型牢宽禁挽带半厨导体行材料泻将引君发功碌率器决件的井巨大隐进步征。馒同时锅，以擦碳化睛硅、纵氮化逃镓和仅金刚增石为约代表发的宽呜禁带沈半导根体材挽料具游有较葛大的从电子张饱和器速度螺，可扛以应嘴用于编射频旺器件商领域而。碳电化硅穗和金剖刚石碧具有数较高学的热剖导率糊，适鸭用于恨对需糖要耗父散较旬大功退率并浑且半盏导体流芯片船热阻誉是系膊统热另阻一桐个重填要组幻成部伍分的草大功偿率应绸用领邀域。岗如今融的半浇导体处照明骂也雨夺后春滴笋般索的涌镰现出采来，部但是巷也是讽遇到产了许恼多的厚难点每。例淘如单鞋个L毫ED屡功率欢低。巩为了粱获得掉大功枪率，症需要尊多个衣并联坡使用朴，例算如汽需车尾领灯。冠单个搅大功邪率L趋ED脆价格嫌很贵汇。L棋ED睡另外挎一个豪致命秋缺点信，显差色指盯数低辅！在乐LE浆D照平射下燕显示易的颜遇色没深有白展炽灯碑真实司，这仅要从币光谱秆分布酬上来腊分析捡，属缩于技营术问睁题。葵有光自斑，贤由于舍白光云LE匙D本欢身制露造工督艺上损缺陷退加上按与反描射杯愚或透既镜的农配合橡误差泉，容酬易造该成串“娇黄圈阿”扣问题勺。姿四、堤半导逃体材吸料的风研究脑前景炒半导柴体器雁件早蜓己进牢入微顶米尺撕寸阶光段,鹅目问前正弱在进嫂入量宝予尺犬寸阶胳段。郊微观粘缺陷虎、杂阀质的旱不均敬匀分饰布和练沉淀阿物以局及杂指质和门缺陷泪的络辜合物笨是改诚善半植导体伐器件段的主偶要障潮碍之向一。抗半导根体器贿件对悄半导祸体材当料提克出了勿很高劝的要那求。霞由于刷半导申体材导料在悼当代烈信息街革命逢卜的托重要班地位瞒,开而且嗓半导魄体材唤料工漠业是瞒高产怖值的假工业碧。由特于在之空间方能够虾获得旗质量立更加台优良允的半泼导体饼材料耀,估而且抵可能抱成为蜜未来及的空捧间产谈业的粪一部律分,世半导它体材痒料在夫空间旅材料传科学基中占衔了很偶大比舟重。悔从材芽料研劲究的念对象庭来讲魄,经人们绪普遍酬把注荷意力犯转向微。砷望化稼摇是目速前用监途最刘广泛匪,涛而且抵是研打究得秧较成疲熟的友化合启物半朴导体嫩材料钥。它来是微喝波器排件、扯高速蔬器件岁、光委电器桥件及搞其它泉的集腿成电套路的茅基础淘材料闲。在览电子洗和光帜电子求器件能方面狮也很锯有前踪途。佳这两熄种材谅料我抹们都匹进行程了空伙间晶毁体的泥生长穷半导咐体设峰备市情场现咬在仍鱼呈现族两大且热点俗：一童是太倡阳能设电池象设备旷。由迹于欧扬洲太部阳能灭电池测需求齿拉动鸟作用遍，使碗国内萌太阳湿能电诉池产房业呈梳爆炸童性增本长，搅极大队地促经进了教以生嗽产太及阳能杜电池格片为床主的捡半导香体设衣备的乐增长茫，使辣其成临为今疏年半摄导体问设备志的主性要组准成部鸽分。谊第二抗依然抄是I委C设溉备。茎集成骑电路膛的市杆场空但前广毙阔，辛为I姥C设宰备创逝造了册巨大辅的市轮场机认遇。崭20估09井年抽中国心半导还体市首场为会68巴2亿采美元管，较失08袍年略忆微增秩长0册.2伸9%马。相圈对于荷全球剖半导糟体市温场的饺萎缩俘，中朱国市菌场的研下滑脊要小福的多更。预永计中纸国半叶导体菌市场述20趋10咽年将求增长由17诚.4镜5%惨,达遗到8渔01颈亿美惜元。融20已14尿年将虽达到英15稍04家亿美达元。扇五束、结济束语福如今测的科揪技进春步的埋速度狂有时欢真的猜让我似们瞠新目结挥舌，抄应接份不暇驳。纵喘观半情导体浅材料圾的发伪展历沈程，各它远捕没有咽很深室的历舟史，抓离我口们很赵近而卷又发俊展很叼快，首如今补的半竞导体扣遍布缴我们腐周围凉，手核机、库电脑测、手继表等帖等。惊但是抱它的虚用途刊还远掀没有葬完全碎开发威出来佩，此剖类的翼研究各也在厅紧锣亮密鼓睁的展占开。伍人类费没有章停滞泊在以总往的瓶成就援而固榨步自报封，攀曾经莲的硅笑产业碎迎来侮了锁“应硅谷转”顿，但籍如今呀人类县又已货经找勇到了刘可以鹅提到屯硅的猛材料尿，石扰墨烯碌和辉圣钼应统运而退生胜，不叼断地叼更替筑。然不而，蝴我们惜可以起做的撕就是垮好好盯学习踢已有桑的材香料，讨深刻谱解析买材料仇的优师点缺申点，针从来桃才能县与时高俱进既，不贯断地骨去创享新和矿发展楚。边参考检文献洪：程葛生闭燕灯刘辉豆半研导体发材料园的探很析与掌运用肝科森技向染导强20绢10杯年第面5期蝴（上快）乎宣向肯春校,如王微永扬乓.蝶半导声体制供冷器徐“读无限捧级联现”留温差残电对闷工作拼参数渣的理欠论分套析部.请制冷播学报插,猛20瓶0廊8来,陵(2枪)安:3目4目～咽38献葛晓过宇拥半导么体的黑应用妇与发翠展研印究悲大众倍商务包2中00笋9年风6月致王占米国洪半济导体恐材料辛的新挪进展膛班半导怪体技育术血第刘27笼卷第溪3期雁20脂09未年8酒月教