半导体材料研究分析论文

摘要：半导体材料是一种位于非导体与导体之间的一个特殊物质，他有着较低的电阻率，通过对半导体材料进行加工后能够制造出电子管、集成电路、晶体管、发光二极管等，对于网络、计算机、通讯等多个行业发展有着极其重要的作用。因为我国近些年来经济发展速度较快，所以使得电子类产品生产数量也不断的增加，半导体材料出口贸易额出现明显提升的情况。下面小编整理了一些《半导体材料研究分析论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

半导体材料研究分析论文 篇1：

低温红外分析半导体硅材料影响因素研究

摘要：我国华为手机的芯片技术中，应用半导体硅材料提高手机的使用性能。半导体硅材料被用于很多新生领域，这些材料能够被用来制作半导体器件。硅材料的化学周期排列将其特性表现出来，常温情况下，硅元素会与氧元素发生反应，生产氧化硅，但是硅元素的化学性质处于不活泼范围，与其他物质不容易发生化学反应。但是硅元素处于高温中，就会与氧气发生化学反应，最终生成二氧化硅层。由于二氧化硅层的特性独特，在世界器件工业中，经常被用作半作掩蔽层和隔离层。为了提高我国半导体硅材料的研究分析工作，利用傅立叶变换红外光谱仪的工作原理，对半导体硅材料的有机分子进行定性分析，同时完成材料中杂质的分析工作。傅立叶变换红外光谱仪在低温的环境下，工作性能会得到很大的提升。随着我国太阳能资源的使用发展逐渐成熟，对傅立叶变换红外光谱仪的使用要求逐渐变大，通过傅立叶变换红外光谱仪对半导体硅材料的质量进行分析工作，提高半导体硅材料的高质量使用。

关键词：低温红外;半导体硅;分析;材料研究

红外光谱分子在实际工作当中，能够选择性的完成光的红外线，引起分子产生震动，促进分子在波中进行迁活动，对红外线的能量产生影响。红外光谱完成红外线吸收工作的时候，将可以吸收的红外物质进行储备，完成光子的震动。光子在低温的环境下，由于材料不同，而活动的活跃性不同。硅材料在低温的环境，可以利用红外光谱技术对对其材料结构组成，进行成分分析。低温下的红外光谱分析工作，在常温下的工作效果具有不同的优点，其中典型的例子：半导体的杂质中，利用杂质特征吸收峰的半峰宽随着温度的降低，逐渐减小，最终显示为吸收峰变细，材料的峰波吸收系数逐渐变宽。环境温度比较低时，红外光谱将材料晶格的吸收宽带背景进行区分开，通过宽带背景的区分提高材料灵敏度。另外，半导体材料的精细化结构会随着温度的减小发生逐渐变化。结合现代科技技术同红外光谱技术，对半导体的低温特性和低温效应进行观察，为低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作，提供研究的理论依据。

目前，全世界的材料纯度比较中，半导体硅材料稳居最纯材料之一的地位。但是这不是说半导体硅材料中没有杂质，在半导体硅材料中杂质主要有III和V族，这些族的材料杂质的电离电势一般都是<0.1eV，由于其電离电势都是符合浅杂质的要求范围内，所以被称为浅杂质。C元素是单晶硅的一种主要杂质，C能够对氧沉淀过程中的硅元件的不必要杂质产生很大的影响。O元素也是半导体硅材料的杂质元素之一，会对半导体硅材料的纯度判断分析工作造成一定的影响。为了探究这些杂质对半导体硅材料的影响，本文针对其进行分析研究，提出一些减少半导体硅材料中杂质工作的措施。

1.半导体硅材料

结晶态硅材料的制备方法：将硅石通过高温进行冶炼，成为卤化物或者氢化物，最后通过提纯工艺提高纯度。主要的提纯方式有硅多晶的西门子法制备和硅烷法。但是由于硅材料的使用特性，制造半导体器件时，要使用1单晶硅进行半导体材料制备。对于单晶硅的要求主要是完整性，工艺中最常使用的技术是直拉法或区熔法。

目前世界上，使用的对晶硅制作单晶硅的工艺手段中，最常用的就是直拉法，直拉法占据制作工艺的9/10，通过直拉法制作的硅材料主要的应用场所在与集成电路与晶体管制作工艺中。而通过区熔法制作的硅材料主要用于电力元件和制作射线探测器。硅材料的对年发展过程中，基本上都是围绕硅材料的纯度提升工作，促进其物理特性分布均有，降低研究成本价格和单晶硅的完整性提升。

材料的纯度主要取决于硅多晶硅的制备工艺，也与后续工艺的污染密切相关。材料的均匀性主要涉及掺杂剂的分布和行为，尤其是氧和碳含量。在直拉法生长过程中，通过使用计算机控制或磁场的连续供给（参见磁控直拉法单晶生长），均匀性大大提高;采用中子嬗变掺杂技术提高了区熔单晶的均匀性。在结构完整性方面，直拉硅单晶长期采用无位错晶体拉拔工艺，主要研究氧供体之间的相互作用、氧沉淀以及诱导缺陷和杂质。

2.半导体硅材料样品制造

开展傅立叶变换红外光谱仪对半导体硅材料进行分析工作的时候，要求材料样品必须是单晶硅。但是硅材料中，多晶硅材料多于单晶硅，所以需要将多晶硅材料通过区熔或者拉制的方式，制作成为单晶硅，开展低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作。

2.1样品应力

通过引入应力的方式改变硅材料的能带结构，从而增加载流子的迁移率，提高硅材料制作器件的驱动电流增加。如果多晶硅的样品应力比较大的时候，会导致套料取芯工作的开展过程中，无法取得合适的样品芯片长度，同时造成样品芯片上产生一些裂纹。样品芯片产生裂纹后，在后续的芯片酸洗过程中，会造成磷元素等杂质污染芯片，影响半导体硅材料的分析结果;与此同时，多硅晶在进行傅立叶变换红外光谱分析工作的时候，由于其带有应力，对多晶硅制作的单晶硅样品进行低温分析时，杂质峰会出现分叉情况，影响分析结果的准确性。在制作芯片样品的时候，需要将制作材料的应力消除，保护样品分析结果的准确性。消除样品的工作可以在两点进行：在多晶硅气相进行沉淀的过程中，控制其沉淀的生长速度，减少沉淀过程中的杂质进入;使用科学的切应变，将多晶硅棒的样品进行套料芯片工作之前，将多晶硅棒的样品进行纵向切，释放出多晶硅棒的样品部分应力。

2.2热施主

通常情况下，半导体材料的热施主情况，主要是指：利用直拉法，将单晶硅放于300～500℃中，进行热处理工作，造成硅材料产生很多施主。施主的增加会造成n型单晶硅内的载流子数量变多，造成浓度增大。逐渐的将p型硅载流子浓度的电阻率提升，最终将p型硅转换成n型硅。把样品放入热时效炉中进行加热处理，消除应力。这对热时效炉的环保处理工作的开展提出建议。样品在进行退火处理工作之前，其材料中含有的氧气浓度较高，这对样品进行低温红外分析工作的开展中，会造成热施主的吸收线。这些吸收线对铝、镓、砷的分析工作造成影响。所以，对样品开展分析工作之前要将样品的退火工业中的氧气含量进行最大程度减少，同时将热施主消除。只有当直拉法中的单硅晶处于经300～500℃中，对单晶硅开展热处理，就会产生热施主，所以使用650℃以的热处理就能够将硅材料的热施主进行消除。

2.3晶体质量

半导体硅材料的晶体质量程度会对低温红外分析影响因素研究工作有效开展过程，造成一定的影响。单晶硅材料的晶体质量越好，在开展低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作时，光谱的显示质量才会越高。当单晶硅材料在晶界时或者材料出现比较多的位错情况，就会造成材料的吸收峰变宽，从而导致低温红外光谱的测量中，所含杂质量减少。吸收峰的峰宽值的杂质元素积分处于标准的范围内，样品才会允许出现位错情况。关于硅材料的峰位置、基线和积分范围及其校准因子如表1。

2.4样品两面过于平行

硅材料的使用过程中，对硅材料的样品进行切片工作，切片面的光滑度需要进行抛光。如果将样品放在红外分析仪器的内部，将样品切面的两边过于平行放置，那么在进行低温红外分析工作的时候，光谱分析射线就会形成多级内部反射。硅材料的多级内部反应会造成很多的噪音出现，造成检查仪器的检测效果不好。与此同时，检测样品的厚度不能过于薄，过于薄的样品会有较大的噪音出现，严重影响硅材料中的硼、磷、铝等杂质的检测。在硅材料的样品制作中，大多数都是将单晶硅的样品两面进行抛光工作以后。将其制作成为一种锲形，角度为0.3°。锲形的结构特点能够将很大部分的内部反射抵消，减少噪音的出现。

2.5样品的厚度

硅材料的样品厚度会对检测结果造成一定的影响，如果样品的厚度过于薄的话，不利于样品内部检测工作的开展，对样品杂质定量工作造成影响。为了减弱样品杂质中，吸收峰的吸收光现强弱情况，对样品的杂质检测工作的开展有效进行。通过实践研究发现，检测样品的厚度固定在2.5左右。能够对样品内部的杂质检测工作的开展起到促进作用。样品杂质对光线的吸收情况和检测样品的厚度有正比例关系，杂质越高，样品吸收的光线越强。如果需要一些杂质较高的含量时，就可以将检测样品的厚度适当减少，促进其光线吸收。

3.检测仪器的条件

低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作的有效开展，除了对半导体硅材料的样品制备过程中，减少杂质工作的开展，促进低温红外分析半导体硅材料影响因素研究的开展外，还需要从检测仪器的条件方面，进行分析研究，提高研究低温红外分析半导体硅材料影响因素工作的高效率开展。

3.1仪器白光

低温红外分析半导体硅材料影响因素进行分析工作的时候，开展低温红外在单晶硅中，施主与受到杂质的定量分析工作时，需要一个白光源，利用其照射功能，让单晶硅中充满大于硅带隙的声子，将单晶硅中中的补偿杂质抵消掉。如果这种补偿杂质的抵消工作不开展，就会造成低温红外分析工作的分析结果是施主和受主的差值，影响测量结果的准确性。大量的白光，能够将晶体材料中的施主和受主差值不再产生吸收。所以利用仪器进行白光补充工作，能够将施主和受主的补偿作用抵消掉，促进低温红外对半导体硅材料的分析工作。

3.2 硅材料样品室內温度

开展对多晶硅的材料检测工作时，需要对硅材料样品室内温度进行控制，如果样品的温度在14K，那么硅材料样品室内温度就要控制在14K内，严格遵守低温环境要求。低温环境工作的开展过程中，检测工作人员要时刻关注室内温度变化，防止温度过高，对半导体硅材料的检测工作的最终检测结果造成很大的影响。

3.3空气吹扫和参比

进行研究工作时，利用红外低温仪器对样品室CO2进行吹扫时，要求严格遵守实验要求，采用干燥的氮气或者空气。实验室的空气水分主要会干扰硅材料的峰值，如果峰值在315.3cm-1就会对吸收峰的整个杂质定量检测工作造成影响。如果在进行吹扫工作的时候，空气中残存较多的CO2，会对红外光谱的谱图比例进行缩小，对硅材料的杂质峰观察工作造成影响。与此同时，如果CO2的浓度在662cm-1，会对吸收峰的硼的次灵敏峰检测结果造成影响。

3.4参比样品

检测样品中，C的含量比较高时，对低温红外检测工作造成影响。分析C元素的含量时，根据C元素在样品的吸收峰处，不容易开展测量工作。为了更好的开展C元素的测量定量工作，在区熔的样品制作中，制定出一个0碳元素的参比样品。参比样品的制作过程中，制作工艺和被测样品一样[6]。参比样品的厚度与制作表面的制备情况中，载流子的电子浓度不能大于被测样品中的载流子的电子浓度。对被测样品进行图谱观察的时候，通过比较二者的图谱差，定量出被测样品的C元素含量。

3.5测量仪器的稳定性

低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作中，如果测量容器的测量过程1没有按照规范测量标准进行，就会对研究工作造成很大的误差。开展低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作时，要先保证测量仪器的完整性，减少测量仪器本身问题的原因，影响研究工作的测量结果[7]。仪器的稳定电源电压，环境温湿度，仪器开启状态都是仪器检测工作稳定性的影响因素。

4.结束语

随着硅材料的使用领域逐渐变得重要，在进行芯片制作工作中，我国对硅材料的需求逐渐的增大。现代社会人人手里都有一部手机，手机的发展极大的推动硅材料市场的需求发展。为了更好的得到纯净的硅材料，制作硅芯片，提高手机使用性能，促进时代发展。对硅材料的使用开展低温红外分析半导体硅材料影响因素研究，通过低温下的硅材料特性，利用红外光谱技术，分析硅材料中存在的杂质。硅材料杂质的定量工作，能够促进人们更好的将硅材料的纯度提升。现代各个国家之间，对硅使用技术的不断发展，进行市场战略工作。硅材料的使用在很多大国的新能源领域都有良好的发展前景。促进低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作的开展，提升我国芯片整体实力。我国硅材料的合理科学使用能够促进我国在计算机方面的整体实力得到提升，打破外国对我国芯片方面的束缚，提高我国制造行业的制造技术能力，促进工匠精神在我国芯片制造工业的有效性。低温红外分析半导体硅材料影响因素研究工作的开展就是一项比较有意义的工作。

参考文献：

[1]Seong-Min Lee.Prevention of Tape-Induced Si₃N₄ Damage in Semiconductor Silicon Devices Encapsulated Utilizing Lead-on-Chip Packaging Technique： Mechanics of Materials[J] MATERIALS TRANSACTIONS，2021.

[2]李静.低温红外测试技术在半导体材料中的应用[J].中国测试，2020，46（S1）：21-24.

[3]Ryohei Kawasaki，Kenta Irikura，Hitoshi Habuka，Yoshinao Takahashi，Tomohisa Kato. Non-Plasma Dry Etcher Design for 200 mm-Diameter Silicon Carbide Wafer[J].Materials Science Forum，2020.

[4]朱泓达.中国半导体硅的现状与发展趋势[J].数字通信世界，2020（06）：278+268.

[5]于楠楠.半导体硅晶圆的电化学清洗工艺研究[D].西安电子科技大学，2020.

[6]韩小月，李文忠，韦金孝，李艳梅，毛智慧.低温红外分析半导体硅材料影响因素研究[J].检验检疫学刊，2019，29（06）：106-107.

[7]Chris Gross，Gianni Gaetano，T. N. Tucker，J. A. Baker. Comparison of Infrared and Activation Analysis Results in Determining the Oxygen and Carbon Content in Silicon[J].Journal of The Electrochemical Society，2019.

作者：贾海洋

半导体材料研究分析论文 篇2：

电子科学技术中的半导体材料发展趋势

摘要：半导体材料是一种位于非导体与导体之间的一个特殊物质，他有着较低的电阻率，通过对半导体材料进行加工后能够制造出电子管、集成电路、晶体管、发光二极管等，对于网络、计算机、通讯等多个行业发展有着极其重要的作用。因为我国近些年来经济发展速度较快，所以使得电子类产品生产数量也不断的增加，半导体材料出口贸易额出现明显提升的情况。现如今，半导体材料应用于生产的情况，成为对国家综合国力进行衡量的主要标志。

关键词：半导体材料;电子科学;发展趋势;主要情况

引言：在当前社会发展过程中，半导体仍然处于一个重要的地位，成为现代电子科学工业发展的基础产品。在现代社会发展过程中，半导体材料经过多年发展，也发生极大的变化，比如在第一代半导体材料中，主要是以硅与锗为代表，到了当前的第三代半导体材料中，这就使得原有的半导体材料性能有了一定提升。笔者希望通过本次探讨，能够为日后半导体材料应用提供参考。

一、电子科学技术当中半导体材料发展背景

硅与锗是最具有代表性的第一代半导体，因为研发时间较长，因此其有着储存量大、成熟稳定制作工艺等特点，因此受到人们的欢迎与应用。在电子科学发展的初期阶段，半导体材料发展并不是十分的顺利，最早被应用在半导体材料制作时的元素为锗，但是因为锗有着十分活泼的化学性质，极容易与半导体设备当中其他材料发生氧化反应，因此就演变成具备较为稳定化学性的氧化锗，这种情况也会影响到锗的导电能力。与此同时锗有着极低的产量，对当时半导体材料发展造成影响。到了上个世纪80年代，因为红外光学领域技术得到突飞猛进发展，这就使得锗这类半导体材料在该领域中得到广泛的应用，随后人们也将其应用在太阳能电池领域当中。随着人们对于科学进行深入的研究，并且对于半导体材料有着更加深化的认识，逐渐研发出第三代、第二代半导体材料，特别是在第二、第三代半导体材料中，因为有着高热导率、宽禁带、高的击穿电场、高电子饱和性、高抗辐射能力、高速率等多个特点，因此受到各行各业的欢迎与应用。

二、在电子科学技术中关于半导体材料主要特点

半导体材料主要是位于绝缘体与导体之间一种具备特殊特征的材料，通常被应用于制作各种电子器件。在当前阶段人们所使用的半导体材料中，主要是以化合物半导体、元素半导体、固溶半导体为主。根据当前已经发现的元素，凡是存在半导特征的元素，基本上都位于元素周期表当中的非金属元素与金属元素之间，并且有着极不稳定的化学特征，且在使用过程中十分的复杂。在制作半导体材料时，主要使用的是硅和锗，但是因为单元素半导体材料存在局限性，所以为了保证其得到更好的应用，人们开始研究出化合物半导体。与传统的元素锗和硅元素相比，化合物半导体材料具备低功耗、高速率、抗辐射、多功能等多个优势，因此得到广泛的应用。在这个其中最受人们欢迎的化合物半导体材料是以砷化镓、氮化镓、碳化硅、锑化铟等。固溶半导体使用的是两个及以上元素共同组成的固体溶液，且具备半导体特征的物体。固溶体半导体材料主要是对于元素化学价键进行相应的设计，并且按照相应的比例配制而成。通过控制好固溶的浓度，来改变固溶半导体所具备的特性，以此为半导体材料提供多元化的选择。

三、电子科学技术中关于导体材料应用现状

（一）光子晶体

光子晶体作为一种具有微结构且由人工加工的半导体材料，随着世界各国电子技术高速发展，光子晶体已经被应用在多个产品当中，但是众多电子产品对于芯片水平、质量、安全等提出了更高的要求，电子产品因为受到自身重量与体积等限制，难以在生产工艺与技术上实现突破，所以应用什么样的方式提高光子晶体材料应用水平，成为当前一项重点问题。

（二）砷化镓

砷化镓单晶材料在微型电子与电光材料中得到相应的应用，并且取得良好效果，这主要是因为砷化镓单品材料具备较强的抗腐蚀性与抗高温特点。随着各国科技高速发展，砷化镓单晶材料被应用在不同的电路当中，

（三）半导体硅材料

半导体硅材料也在多个领域得到了应用，并且对于拉动社会进步，促进经济发展起到了不可替代的作用。比如在我国大部分电子产业当中，特别是大规模的集成电路中，多是以半导体硅材料作为基础进行应用与研发的。

四、电子科学技术当中半导体材料发展趋势

半导体硅材料作为上世纪90年代被应用最為广泛的材料，也是第一代半导体材料。随着科技发展、新材料研发手段加强，随后不断研发出全新的半导体材料，由此在促进社会进步、拉动经济增长方面起到了不可替代的作用。比如砷化镓材料作为具有标志性的第二代半导体材料，以氮化合物为代表的第三代半导体材料。随着科技发展，半导体材料具备大尺寸、完整性、多功能等特点。所以在本文中，笔者将从下述几个方面入手，探讨我国应当全面发展的半导体材料。

（一）对于砷化镓化合物进行全面发展

从应用水平与提炼技术角度来看，我国砷化镓化合物的发展情况与世界发达国家相比，仍存在极大的差距。从政府层面来讲，应当起到相应的引导作用，以此可以保证我国砷化镓化合物研发企业采用强强合作、强强联手的方式，通过整合技术优势与资源优势，对于我国砷化镓化合物材料能力进行提高与优化，这样也能为企业带来相应的社会效益与经济效益。

（二）发展新型的硅材料

半导体硅材料作为传统半导体材料，在多个领域得到了广泛的应用，所以对于我国来说，需要利用新技术做好半导体新型硅材料研发工作，不断缩小与发达国家之间的差距。比如通过加大投入力度，将理论与实际联合起来，培养出更多优秀的研发人才，特别是培养出可以操作新型技术、新型高科技硅材料提取设备的专业人才，由此可以提高我国电子科学技术质量与水平，并且保证我国经济重新散发出光芒，为我国经济发展贡献力量。

（三）一维微结构与超晶管共同发展

在电子产品发展与集成电路应用过程中，人们对于半导体材料有着更高需求量，为了满足市场需求，我国需要从自身做起，主动引进国外一些先进提炼技术，同时在原有的基础上做好创新。特别是创新传统晶体管生产模式，从我国当前经济水平出发，不断提高一维微结构材料与超晶管应用水平与研发程度，虽然我国对于一维微结构半导体材料仍处于一个不断探索的阶段，但是我们需要明白研发所具备的价值与意义，因此我国需要集中更多的物力、人力、财力来提高新型半导体材料研发力度，以此可以促进我国经济更好发展，满足人们生活所提出的各项要求。

五、结束语

综上所述，对电子科学技术当中半导体材料未来所具备的发展趋势进行认真仔细的分析后，笔者发现，通过深入了解有利于我国从当前研发成果入手，将国外先进材料引进其中做好吸收、消化、创新、研究，全面提高我国半导体材料研发水平与质量，最终可以推动我国社会进步，拉动经济发展。

参考文献：

[1]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.

[2]邢轶斌，康永.电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].装备维修技术，2019（03）：37+77.

[3]高远.电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].科技创新导报，2019，16（18）：246-247.

[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.

作者：侯美玲

半导体材料研究分析论文 篇3：

探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势

【摘要】    目前，我国经济发展速度逐渐加快，社会各行各业应用电子设备的数量逐渐增加。在这种情况下，半导体材料的应用价值开始迅速提升。为进一步强化半导体材料的应用可靠性，并完善材料发展体系，应当针对在电子科学技术领域所应用的半导体材料发展趋势进行探索，明确其发展意义与前景，为未来行业建设提供重要参考。

【关键词】    电子科学    半导体材料    应用发展

引言：

当前，半导体属于信息化社会的重要应用材料之一。通过对此类材料进行系统化加工，能够使其在各行各业发挥良好的应用价值。例如，电子管、晶体管属于计算机装置的重要组成部分，其材料质量会直接影响设备运行速度或稳定性。与过去相对比，半导体行业规模已经进入迅速扩张阶段。通过对相关材料的应用发展进行分析，能够明确其未来转变趋势，有利于阐明半导体在电子科学技术中的应用与革新状态，具有强化相关行业经济效益、完善社会信息化体系的重要作用。因此，需要针对电子科学技术中半导体材料的实际发展趋势进行探究，确保其主要特征能够得到明确，为应对未来行业发展与建设挑战打下坚实基础。

一、半导体材料概念简述

半导体材料本质上属于一种特殊应用物质，其导电能力介于导体或绝缘体之间，具有良好的应用价值，在电子设备中可以发挥重要作用。通过应用半导体材料制作相关零部件，能够为大规模集成电路或器件的应用提供重要支持，有利于设备运行速度或稳定性进一步提升。通常情况下，半导体电子材料的电导率具有固定化特征，同时导电性能表现良好。若材料温度不断提升，会使电导率随之增加，进而为实现特殊应用功能提供基础条件。一部分热敏电阻即采用半导体材料的此类特性，实现了根据温度变化而改变的性能表现[1]。同时还可加入部分杂质，使半导体的形成PN结，为制作二极、三极元件提供基础条件。一部分半导体材料可以在光照条件变化的情况下出现电学性能转变，因此能够用于制作光敏电阻，实现特殊功能。此外，还存在一部分半导体材料可以实现温差变化效应，能够用于制作制冷剂等特殊材料。可以认为，半导体材料应用范围较为广泛，其在社会层面具有良好的开发价值。通过分析其常见分类与未来发展趋势，能够进一步明确在电子科学技术层面展现的应用价值，有利于探索行业建设方法，为科技发展与生活质量改善打下坚实基础。

二、电子科学技术常用半导体分类探究

（一）半导体硅

硅材料属于最为常见的一种半导体类型，其在电子科学技术领域应用时间最早，属于成熟应用材料之一。硅元素在地球上的储量极多，能够被以简单方式开发，制造硅片、非晶硅薄膜等。这些应用材料可以直接发挥半导体元件作用，在电子科学技术领域得到深入开发。当前，采用硅单晶作为半导体材料的主要应用方式为直拉或区熔两种方式，直拉硅主要在集成电路与晶体管制造流程中发挥基础价值，其整体规格较大，同时工艺复杂程度高，属于独特的硅单晶半导体应用方式。区熔硅材料则通常被应用在电力设备的元件生产领域，在多年发展与改进后，已经具有良好的稳定性，能够确保电力设备维持正常运行，避免出现严重问题。硅单晶类半导体材料从纯度层面、物理特性层面、结构层面、成本层面处于相对成熟的状态，能够有效平衡基础应用资源与收益，具有良好的开发与推广价值[2]。

（二）光子晶体

在电子科学技术应用过程中，半导体属于常用的材料类型之一。光子晶体属于人工微结构类型材料，其最早出现于二十世纪九十年代，以本身具有光子带隙这一特征而得名。在该材料应用阶段，光子带隙可以使某一范围内的光波得以通过，并阻碍其它波段的光波。通过这种方式，能够实现特殊应用功能，因此该材料具有显著开发价值。从结构角度进行分析，光子晶体具有禁带特性，有利于降低基础成本。因此，光子晶体得到了广泛认可，在微电子行业中得到了深度应用。为进一步提高电子产品的基础质量，相关技术开始向大规模集中化转变。光子晶体在这一转变中具有重要影响意义，因此值得进行深入研究与分析。

（三）砷化镓单晶

砷化镓属于IV族中较为常见的一种应用化合物，其属于典型半导体材料，相对于常规应用材料而言具有良好的处理价值，同时可以耐受较高的温度，并降低辐射对稳定性的影响。砷化镓在半导体材料类型中具有较强的代表性特征，其可以提供高质量的半绝缘类型晶体，通过利用离子注入处理方式，为生产质量优秀的集成化电路提供基础条件，应用价值较为显著。因此，砷化镓在电子科学技术领域得到了广泛应用。此外，砷化镓属于III-V族化合物材料，其具有直接跃迁的能带结構特征，在光电产业或技术开发层面存在优秀的应用效果[3]。随着电子科学技术进一步发展，砷化镓应用规模将会逐渐扩大，在集成电路中得到科学处理，充分发挥其基础价值。

三、电子科学技术半导体材料未来发展趋势研究

（一）氧化锌

在材料类型中，氧化锌属于重要的半导体应用趋势之一。这种材料可以在光学领域、传感器领域发挥重要作用，其制作的元件基础响应速度快，同时集成度相对于其它材料更高、消耗的功率更低，具有显著的灵敏度优势。通过将其应用在微型传感器中，能够有效降低基础成本投入，并提高其灵敏程度，使信息数据准确性得到提升。同时，氧化锌的获取难度较低，对于自然生态环境的污染性小，具有良好的绿色特性。在未来电子科学技术领域环保需求逐渐增长的状态下，氧化锌必然会得到行业重视，并给予开发与推广，为改进未来应用元件提供良好的材料选择。因此，需要重视氧化锌在电子科学技术领域的应用价值，明确未来半导体行业技术开发方向，确保其作为新型应用材料能够得到科学应用，进一步强化基础特性，实现理想的推广与发展目标。

（二）新型硅化合物

在半导体材料中，硅属于应用较为广泛同时产业技术成熟度较高的一种类型。未来电子科学技术领域对于材料的要求将会愈发严格。在这种情况下，针对新型硅材料的研究也将提上日程。新型硅材料中，碳化硅属于较为重要的发展趋势之一。碳化硅基础导热性能表现优秀，相对于其它半导体材料稳定性极高，因此在特殊领域能够得到广泛应用，如散热要求较高的军工、航天等行业。同时，碳化硅作为半导体应用材料，可以被制作为太阳能电池，并在发电与传输流程中发挥重要作用，有利于降低基础成本，并提高输电效率等经济因素[4]。在军工行业内，碳化硅可以在部分国防建设项目中得到深入应用，其基础稳定性良好，同时成本较低，因此性价比在半导体材料中处于名列前茅的状态。由于碳化硅材料应用范围在当前仍然较为稀少，因此相关生产行业建设与规模扩张速度较为缓慢。在这种情况下，由于市场需求增加、供应较为缺乏，因此未来电子科学技术领域对于材料的应用范围将会进一步拓展，产业建设速度会逐步提升，使碳化硅成为新型半导体材料中的重要组成部分。未来我国将会加强碳化硅材料的研发力度，并提高相关投入，使行业人才储备能够得到有效丰富。在电子科学技术领域，相关产业的受重视程度也会不断提升，同时行业对于材料的需求会快速增长。在这种情况下，应当重视发展措施的应用，确保碳化硅材料的成本能够得到有效削减，并强化其在电子科学技术领域的功能价值，使此类材料的应用技术能够进一步推广，为未来行业建设与发展提供重要助力。

（三）镓化合物

在电子科学技术领域，半导体材料具有显著应用价值。当前较为成熟的半导体材料类型已经在上文简述，镓化合物应用价值在整体层面已经开始逐渐展现。通过对未来发展趋势进行研究，能够明确半导体材料的实际改进方向，有利于及时掌握市场与行业转变特性，进一步提高经济效益，为电子科学技术领域的发展打下坚实基础。在半导体材料发展趋势中，镓化合物在提炼角度与应用方面仍然处于有待改进的状态，其在电子科学技术领域的应用效果与国外存在显著差距。在此类化合物材料中，氮化镓属于未来重要应用发展趋势之一。这一材料的热效应极低，同时击穿效应表现良好，在半导体领域具有显著应用优势[5]。在实际应用阶段，氮化镓可以在高温环境维持良好的稳定性，在大功率元件制作方面具有优秀表现，同时也可以用于制作微波装置，实用性较高。同时，氮化镓的带隙物理宽度较大，因此可以在蓝光LED装置中进行应用，未来市场前景可观。我国氮化镓材料产业起步较晚，因此相对于国外仍然存在成本控制与成品性能差距。但是随着氮化镓材料应用范围不断扩张，其在其他领域的价值也开始凸显，包括新能源、光学、军工等。未来镓化合物的发展将会得到社会广泛重视，在半导体行业中地位将迅速提升，值得进行深入研究与推广。

（四）超晶管与一维微结构

在电子科学技术发展过程中，对半导体材料的创新需求处于不断增加的状态。为进一步满足相关技术应用需要，并强化半导体材料的实用特性，超晶管与一维微结构材料应运而生。这两种材料的实际性能表现较为优秀，同时可以在电子科学技术领域发挥重要作用。例如，纳米晶体管属于两种技术形式的综合体现，其能够在电子科学技术应用或相关设备中发挥关键功能，因此得到了广泛重视。在未来发展趋势中，针对超晶管与一维微结构材料的探究工作将会不断开展，相关产业的投入也会迅速增加。为避免在国际竞争层面陷入劣势，半导体产业需要集中资源种类，包括财政、人力、物力等，确保这两种半导体材料能够得到充分的技术开发，进一步提高整体应用价值，为满足相关行业需求与经济发展打下坚实基础。

四、结束语

综上所述，当前电子科学技术发展速度逐漸加快，对于半导体材料的应用需求也大幅增加。通过分析相关材料未来发展趋势，能够明确其基础应用价值，有利于判断未来市场需求，为提高经济效益提供理想条件。

作者单位：姜舶洋    吉林工商学院工学院

参  考  文  献

[1]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， 2019，000（002）：78-79.

[2]钟佳媛.浅析电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].数码世界， 2019，000（005）：13.

[3]李萌.探讨电子科学技术中半导体材料发展[J].魅力中国， 2018，000（024）：225-227.

[4]苏松林、潘国兴、肖旭华、张发培.半导体聚合物/石墨烯共混薄膜的强磁诱导生长及其电荷传输研究[J].功能材料，2020，444（09）：30-36.

[5]周和根，金华，郭辉瑞，等.黄铜矿型铜基硫属半导体材料的电子结构和光学性质[J].高等学校化学学报，2019，40（3）：122-123.

作者：姜舶洋