一、简析半导体材料
半导体材料是具有半导体性能的材料,其导电能力介于导体与非导体之间,主要被用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。常用的半导体材料分为元素半导体、化合物半导体以及固溶半导体三类,相比其他半导体材料,其具有功耗相对较低、抗辐射能力强以及功能性强的优势。在电子科学技术发展过程中,半导体材料凭借自身的性能特点,早已得到广泛应用,如半导体硅材料、光子晶体材料、砷化镓单晶材料等都是在电子科学工业领域使用最为广泛的材料。
二、电子科学技术中半导体材料的应用现状
1.半导体硅材料
半导体硅材料是第一代被应用到人们生产生活领域的半导体材料,其具有资源储量丰富、性能特点优良以及成本价格低廉等特点。在电子科学技术中,低压、低频以及低功耗的集成电路的主要材料是半导体硅材料,这是因为硅材料在高温的作用下,能够与氧发生化学反应,从而生成二氧化硅层,因此其被广泛用在材料的掩蔽层和隔离层中。碳化硅是当前较为常见的半导体材料,是通过人工合成的方式实现规模化生产和供应,其导热性能和耐高温特性优势明显,还具有一定的环保性,因此其主要被用在太阳能光伏发电以及航空航天等行业领域。
2.光子晶体材料
光子晶体材料又被称为光子禁带材料,是一种人工设计和制造的周期性电介质结构。光子晶体材料的介电常数周期被人为调整到与工波相似的尺度,这时电磁波在光子晶体材料中传播时,受到布拉格散射的影响,光子的密度就会受光子晶体的纬度影响而产生不同反应,因此其主要被用来调制电子波。在科学技术快速发展的时代背景下,微电子等科学技术发展迅速,人们对电子科学技术的使用要求也不断提高,而受产品体积和成本等因素的限制,使得电子产品很难实现创新和突破,因此人们更加重视利用光子晶体材料研制半导体材料。
3.砷化镓单晶材料
砷化镓属于新型半导体材料,不仅具有良好的耐高温、抗辐射、噪音小等性能,还具有一定的稳定性,不容易受到非氧化性的酸侵蚀,因此砷化镓单晶材料相比其他半导体材料而言,更能适应高功率的应用环境。当前砷化镓单晶材料在微型电子、电光材料等方面具有广泛应用,主要被用在集成电路、遥感控制系统以及卫星通信系统、军事等领域,以满足新时期人们日益增加的通话需求。由于砷化镓自身的导热性较差、放大倍数较小等性能影响,外加其对分解温度要求较高,使得其难以用于制作功率插件等配比比较理想的单晶材料。
三、电子科学技术中半导体材料的发展前景
半导体硅材料最先得到了广泛应用,且主要应用在集成电路中,但在科学技术快速发展的新时期,硅材料自身的应用限制也逐渐增大。砷化镓单晶材料的电子迁移率更高,其能够适应高频、高速的工作环境,但其自身的击穿电场不高,且具有一定毒性,因此在通信行业领域大量应用砷化镓单晶材料,会在很大程度上造成环境污染以及损伤人体。新时期进一步加强半导体技术的创新研发以及优化新型设备是增强我国综合国力的重要举措,也是满足人们未来生产生活需求的关键,因此我们要着重加强对半导体材料的研发力度,增强半导体材料的带隙宽度、热导率、抗辐射能力等,从而推动电子科学技术快速发展。
四、推动半导体材料在电子科学技术中快速发展的策略
1.加大半导体材料的开发力度
当前半导体材料正在朝着性价比高、延展性高、完整性强以及易获取的方向快速发展,其中硅材料、光子晶体等半导体材料是我国微电子和光电子技术发展的重要目标。因此,我们要加大半导体材料的开发力度,以进一步丰富我国电子产品的存储数量,从而为我国电子科学技术的快速发展打下坚实基础。
2.重视提升科学技术水平
硅材料数量丰富,但受其自身性能以及科学技术影响,导致硅材料的应用限制逐渐增大,另外现有砷化镓及其相关化合物的晶体萃取依旧采用原有的生产技术,导致其制作成功率不高,也会影响我国半导体材料的应用发展[4]。新时期为推动半导体材料在电子科学技术中的快速发展,我们要重视提升科学技术水平,致力于解决提取精炼硅的研究创新,同时加大先进生产设备和优秀人才的引进力度与培养力度,从而提高半导体材料的生产效率和利用率。
总结:半导体材料的电阻率相对较低,是电子科学工业领域中必不可少的基础产品,也是衡量国家综合国力的重要标志之一。随着我国科学技术的快速发展,半导体材料的使用质量和性能也得到了快速提升,其在计算机网络、现代通信技术中发挥着重要作用。本文通过简析半导体材料,针对电子科学技术中半导体材料的应用现状,明确电子科学技术中半导体材料的发展前景,提出推动半导体材料在电子科学技术中快速发展的策略,以帮助人们正确认识半导体材料,并充分发挥半导体材料的性能价值优势,从而推动我国电子科学技术的持续发展。
参考文献
[1]杨曜光.半导体材料在电子科学技术中的应用[J].电子元器件与信息技术,2020,4(10):5-6+8.
[2]朱泓达.半导体材料在电子科学技术中的应用[J].黑龙江科学,2020,11(10):80-81.
[3]李亮,沈羽,柴晓宇,齐夏斐.半导体材料在电子科学技术中的发展前景[J].中国新通信,2019,21(18):60-61.
[4]缑伟.电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].计算机产品与流通,2019(02):78-79.