半导体材料的现状和发展趋势

　　在信息技术的各个领域中，以半导体材料为基础制作的各种各样的器件，在人们的生活中几乎无所不及，不断地改变着人们的生活方式、思维方式，提高了人们的生活质量，促进了人类社会的文明进步。它们可用作信息传输，信息存储，信息探测，激光与光学显示，各种控制等等。 

　  在半导体的发展历史上，1990年代之前，作为第一代的半导体材料以硅（包括锗）材料为主元素半导体占统治地位。但随着信息时代的来临，当人们对信息的存储、传输及处理的要求也越来越高时，以砷化镓（GaAs）为代表的第二代化合物半导体材料显示了其巨大的优越性。而以氮化物（包括SiC、ZnO等宽禁带半导体）为第三代半导体材料，由于其优越的特征正成为最重要的半导体材料之一。其中氮化镓是最早被利用的、并且研究得最充分的第三代半导体。它有很强的键强度，决定了它的材料强度大，耐高温，耐缺陷，不易退化，在器件应用上有很多的优点。SiC是在历史上研究得较早的一种半导体，但由于它的晶相很多，单晶生长困难，成本高，没有得到重视。近年来由于计算机控制的生长技术发展，它成为了又一种重要的第三代半导体。它具有优良的热学、电学、力学和化学性质，它的热导率是蓝宝石的20倍，可有效地解决管芯的散热问题。不但可以用作大功率GaN发光二极管的衬底材料，而且也是制作高温、高频、大功率电子器件的最佳材料之一。ZnO是继GaN以后出现的又一种第三代宽禁带半导体。它在某些方面具有比GaN更优越的性能，如：更高的熔点和激子束缚能、激子增益更高、外延生长温度低、成本低、容易刻蚀而使后继工艺加工更方便等。它的缺点是制作单晶比较困难。第三代半导体器件由于它们的独特的优点，在国防建设和国民经济上有很重要的应用，前景无限。