第三代半导体材料发展面临的机遇和挑战

第三代半导体材料发展面临的机遇和挑战第三代半导体材料发展面临的机遇和挑战 半导体材料是半导体产业发展的基础，20 世纪 30 年代才被科学界所认可。 随着半导体产业的发展，半导体材料也从一代、二代发展到现在的第三代，本文着重分析 第三代半导体材料的特性、应用，以及我国第三代半导体材料发展面临的机遇和挑战。 作为一种 20 世纪 30 年代才被科学界所认可的材料—半导体，其实它的定义也很简单。众 所周知，物资存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等，其中导电性差或不 好的材料，称为绝缘体；反之，导电性好的称为导体。因此，半导体是介于导体和绝缘体 之间的材料。 半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。 作为共价键特征的典型是在晶格结 构上表现为四面体结构,所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿(ZnS)的结构。 由于地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材料都是化合物 ,例如方铅矿 (PbS)很早就用于无线电检波，氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器，闪锌矿(ZnS)是熟知的固 体发光材料，碳化硅(SiC)的整流检波作用也较早被利用。 硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体，曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半 导体锗（Ge）放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页， 从此电子设备开始实现晶体管 化。 中国的半导体研究和生产是从 1957 年首次制备出高纯度(99.999999%～99.9999999%) 的 锗开始的。采用元素半导体硅（Si）以后，不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高， 而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。 以砷化镓(GaAs)为代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物 的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。 随着半导体产业的发展，半导体材料也在逐渐发生变化，迄今为止，半导体材料大致经历 了三代变革。现在跟随芯师爷，一起去看看第一代半导体材料。 1、第一代半导体材料 第一代半导体材料主要是指硅（Si） 、锗（Ge）元素半导体。它们是半导体分立器件、集