半導體的發展精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇半導體的發展，期待它們能激發您的靈感。

篇1

在大家的不懈努力下，有機半導體技術和材料都取得了很大的發展，這個學科集合了材料學、物理和化學等等很多學科，是一個交叉學科，半導體技術正在不斷發展，將來還會以更快的速度發展。一些專家認為，有機半導體材料開發出的各種器件正在改變未來高科技的發展。

1 有機太陽電池

傳統的太陽電池是化合物薄膜太陽電池，而新型的太陽電池要采用新型的技術，有機太陽電池將作為一種新型產物擺在大家的面前，有機太陽電池的生產流程很簡單，而且可以通過講解來減少對環境的污染，由于這些優點符合當代社會的需要，所以有機太陽電池越來越受到大家的關注。如此廉價的太陽電池會讓世界的能源發生巨大的改變。有機太陽電池比傳統的電池更薄，重量更輕，受光面積在不斷增加，所以可以大大提高光電的使用效率，在電腦等小型設備當中可以當作電源來用。可以使用有機太陽電池作為OLED屏幕的電源，可以大大減少重量。雖然太陽電池很薄、很輕，也很有柔性，但是它的效率不高，而且壽命也比較短，通過研究，改變太陽電池的缺點，使得效率達到10%，壽命也可以超過5年。

2 有機半導體晶體管

有機半導體材料的晶體管是有機電子器件當中很重要的一種器件，比如OFET。當前OFET的技術主要有聚合物、小分子蒸發或者是小分子溶液鑄模等等。OFET的優點是成本低、柔性大等等，有很好的發展前景。OFET的發展很迅速，無論是材料還是制備工藝方面都有了突破，它可以使OLED發光，形成邏輯電路，發光場效應晶體管以及單晶場效應晶體管等等器件都已經開發出來。世界各個國家都在研究有機半導體晶體管，2009年，日本的專家使用液相外延工藝生產了并五苯單晶，幾乎是沒有任何缺陷的，之后使用這種單晶制成了OFET，場效應的遷移率可以得到0.6cm2/（V.s）。2010年法國研究人員研究出一種能夠模仿神經元突觸功能的有機存儲場效應晶體管，有機半導體晶體管會有希望成為新一代集成電子器件。

3 OLED技術

與LCD技術比較，OLED不僅可以做到折疊和隨身攜帶，還具有更好的可適度、更好的圖像質量以及更薄的顯示器。現在OLED已經開始應用到手機、以及數碼相機等小型設備當中。當前在OLED顯示器開發的市場當中占有很大優勢的企業有三星、LG以及柯達等等。2010年初，三星展出了OLED筆記本電腦，還推出了帶有OLED平面的MP3播放器。預計未來五年智能手機會促使OLED顯示器呈現出快速發展的勢頭。隨著OLED技術的快速發展，未來很可能會應用到顯示器、照明當中。由于OLED的刷新速率很高，這使得視頻圖像更加逼真，還可以隨時進行圖像的更新。未來的報紙也有可能成為OLED顯示器，能夠更新新聞，還能夠卷起來。有機半導體技術已經在很多領域都占有自己的重要位置，很多企業已經開始開發半導體技術的產品。使用OLED技術的玻璃窗在電源關閉的時候和普通的玻璃沒區別，但是在接通電源之后就會變成顯示器。使用OLED技術的汽車擋風玻璃也不僅僅是擋風，還能夠提供其它的幫助。

有機半導體材料作為一種新型材料，經過不斷開發和研究，已經進入商品化的階段，并且會有很好的發展。有機半導體器件成本低，操作流程簡單，而且功耗小，這是很多無機半導體器件沒有的特點，所以有機半導體器件有很大的發展。但是有機半導體器件在壽命已經性能方面還需要改進。喲及半導體器件的速度比較慢，這使得它取代傳統的半導體的可能性不大，所以在這方面需要解決，但是有機半導體更加經濟，成本更低，值得推廣。

參考文獻

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篇2

[關鍵詞]半導體；晶體管；超晶格

中圖分類號：O47

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0278（2013）08-185-01

一、半導體物理的發展

（一）半導體物理早期發展階段

20世紀30年代初，人們將量子理論運用到晶體中來解釋其中的電子態。1928年布洛赫提出著名的布洛赫定理，同時發展完善固體的能帶理論。1931年威爾遜運用能帶理論給出區分導體、半導體與絕緣體的微觀判據，由此奠定半導體物理理論基礎。到了20世紀40年代，貝爾實驗室開始積極進行半導體研究，且組織一批杰出的科學家工作在科學前沿。1947年12月，布拉頓和巴丁宣布點接觸晶體管試制的成功。1948年6月，肖克利研制結接觸晶體管。這三位科學家做出杰出貢獻，使得他們共同獲得1956年諾貝爾物理學獎。

晶體管的發明深刻改變人類技術發展的進程與面貌，也是社會工業化發展的必然結果。早在20世紀30年代，生產電子設備的企業希望有一種電子器件能有電子管的功能，但沒有電子管里的燈絲，這因為加熱燈絲不但消耗能量且要加熱時間，這會延長工作啟動過程。因此，貝爾實驗室研究人員依據半導體整流和檢波作用特點，考慮研究半導體能取代電子管的可能性，從而提出關于半導體三極管設想。直到1947，他們經反復實驗研制了一種能夠代替電子管的固體放大器件，它主要由半導體和兩根金屬絲進行點接觸構成，稱之為點接觸晶體管。之后，貝爾實驗室的結型晶體管與場效應晶體管研究工作成功。20世紀50年代，晶體管重要的應用價值使半導體物理研究蓬勃地展開。到了20世紀60年代，半導體物理發展達到成熟和推廣時期，在此基礎上迎來微處理器與集成電路的發明，這為信息時代到來鋪平道路。1958年，安德森提出局域態理論，開創無序系統研究新局面，這也為非晶態半導體物理奠定基礎。1967年，Grove等人對半導體表面物理研究已取得重要進展，并使得Si-MOS集成電路穩定性能得以提高。1969年，江崎與朱兆祥提出通過人工調制能帶方式制備半導體超晶格。正是在半導體超晶格研究中，馮·克利青發現整數量子霍爾效應。在1982年，崔琦等發現了分數量子霍爾效應，這一系列物理現象的發現正揭開現代半導體物理發展序幕。

（二）半導體超晶格物理的發展

建立半導體超晶格物理是半導體的能帶理論發展的必然。之后，人們對各種規則晶體材料性能有相當認識，從而開創以能帶理論作為基礎的半導體物理體系，也借助其來解釋出現的一系列現象。1969年與1976年的分子束外延和金屬有機物化學汽相沉積薄膜生長技術正為半導體科學帶來一場革命。隨微加工技術的逐步發展，加之超凈工作條件的建立，實現了晶體的低速率生長，也使人們能創造高質量的異質結構，同時為新型半導體器件設計及應用奠定技術基礎。1969年，江崎和朱兆祥第一次提出“超晶格”概念，這里“超”的意思是在天然的周期性外附加人工周期性。1971年，卓以和利用分子束外延技術生長出第一個超晶格材料。從此拉開了超晶格、量子點、量子線和量子阱等等低維半導體材料研究序幕。

二、半導體物理的啟示

綜上所述，文章簡單地對半導體物理的一個發展歷程進行了回顧，并可以從中得到以下幾點啟示：

（一）半導體物理的發展一直與科學實驗與工業技術應用緊密聯系

20世紀30年代之前，人們已經制成整流器、檢波器、光電探測器等半導體器件，同時在實驗中發現金屬——半導體的接觸材料上一些導電特性，可是無法理解這其中的物理機理。一直到能帶理論建立后，基礎建立起金屬——半導體接觸理論。隨后，在實驗過程中卻發現該理論與實驗測量是有出入的，又提出半導體表面態理論。正由于考慮到半導體表面態影響，貝爾實驗室才能成功研制晶體管，這又促進半導體物理發展。不難發現，半導體物理的發展與實驗是離不開的，因新的實驗結論推動相應理論的建立，而理論發展又會反過來去指導實驗的研究。19世紀30年代法拉第發現電磁感應定律，這為電力的廣泛應用奠定理論基礎，架起電能和機械能相互轉化的橋梁，為第二次工業革命鋪路。晶體管的成功研制，大規模與超大規模集成電路出現，導致第三次工業革命。這都是涉及信息技術、新材料技術、新能源技術、空間技術和生物技術等眾多領域的一場信息技術革命。

篇3

關鍵詞碳化硅；半導體；材料；技術；工藝；發展；

中圖分類號：TQ163+.4 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

隨著科學技術的發展，宇脫國防,是有勘探等領域對半導體電子器件提出了極為嚴格的要求，開發研制高溫、高頻、高功率、高耐壓及抗輻射等新型半導體器件成為日益緊迫的問題.目前，半導體行業中常用的Si材料由于本身條件的限制，對上述要求難以勝任;而作為N-N族二元半導體材料的SiC具有較大的熱導率、高臨界擊穿電場、寬禁帶、高載流子遷移率等特點，越來越引起人們的重視.國外現已研制出多種SiC器件.特別是在高沮功率器件方面，所制備的SiC MC3SFET等器件的性能遠遠超出同類Si器件.目前已有SiC藍色發光器件作為商品出售.隨著SiC單晶生長技術和薄膜生長技術的突破，SiC材料在研制高溫、高頻、大功率、抗輻射半導體器件方面受到極大關注，并加速了該領域的發展步伐.近兩年來，國際上已掀起了對SiC材料及器件研究的熱潮。

一、半導體材料的特征

半導體材料在自然界及人工合成的材料中是一個大的部類。顧名思義，半導體在其電的傳導性方面，其電導率低于導體，而高于絕緣體。它具有如下的主要特征。（1）在室溫下，它的電導率在103—10-9S/cm之間,S為西門子，電導單位，S=1/r(W. cm) ；一般金屬為107—104S/cm,而絕緣體則

二、晶體生長

SiC具有同質異型體的特點，其每一種晶體結構都有著自己獨特的電學及光學性質.表1給出了常見的幾種具有不同晶體結構的SiC的電學特性與硅及砷化稼的比較.在許多器件應用中，SiC的高擊穿電場(比硅的5倍還大、寬的禁帶寬度吸大于硅的2倍、高載流子飽和漂移速度(是硅的2倍)以及大熱導率(大于硅的3倍)將充分發揮器件的應用潛力。

盡管許多年以前人們就已經知道了SiC的一些潛在的優良電學特性，但由于材料生長的原因，直到現在還不能將這些特性充分應用到器件或集成電路中去.目前通過改進型Lely升華的方法得到了大面積重復性好的&H-SiC單晶,1989年2. 54 cm的6H-SiC單晶片首先商業化，此后SiC半導體器件技術得到迅猛發展。

在眾多的SiC晶休結構中，4H-sic和6H-S〔由于其單晶生長工藝的成熟性以及較好的重復性，使它們在電子器件中應用比較廣泛.市場上可得到的4H或8H SiC晶片的直徑已經達到4.445 cm，具體價格根據其規格的不同從800 -2 000美元/片不等，這些產品主要來自于美國的Cree公司.如果晶片的價格有所下降，將會更加促進SiC技術的發展.另外，Westinghouse公司在SiG材料方面也取得了一些可喜的成果:他們成功地制備了半絕緣SiC晶片，其室溫下的電阻率大于10Ωcm，并首次得到7. 82 cm的SFC晶片。

4H-S iC的載流子遷移率較8H-SiC.的要高，這使其成為大多數SiC器件的首選材料. 8H-SiG本身固有的遷移率各向異性使之在平行于G軸方向導通率有所下降，導致縱向MOSFET功率器件多選用4H-SiC.為減小縱向MOSFET功率器件中襯底寄生電阻，目前4H-SiC電阻率可達到0.0028dΩcm.4H-SIG的高遷移率掩蓋了利用8H-SiG為襯底進行同質外延而生成3G-SiG薄膜所帶來的優點。

目前影響SiG電子器件實現的首要因素之一就是控制生長高質量的SiC外延薄膜.在SiC電子器件的實現過程中，控制生長高質量的外延層是關鍵的一步、目前，化學氣相淀積技術可滿足制備重復性好的外延層及批t生產這兩方面的需求.為了減少由于晶格失配、熱膨脹系數不同所帶來的缺陷等間題，生長時選用SiC基片.首先要拋光SiC基片使其表面偏離(0001)基面3 ^4度，這將使外延層中原子堆垛順序與SiC襯底內的原子堆垛順序相同.同時，為得到N 型外延層，可在反應氣體中加人氮氣(N2);而P型則加入三甲基鋁或三乙基鋁.如果在今后的工作中能夠很好地解決在大面權Si上異質外延生長低塊陷的3GSiC薄膜的問題。那么3C-SiC必將在以后的SiG器件和集成電路中發揮越來越重要的作用。

隨著從SiC器件向著SiC集成電路的發展，SiC外延層的均勻性和外延層表面形態的好壞也越來越重要.目前，商業上SiC外延層厚度的容差為士25%，而研究人員報道了修雜均勻性為士20%厚度均勻性容差為士7%的大于5. 08 cm的SiC基片.對于所有的SiC同質外延層，目前均為觀察到具有十分理想的表面形貌、據預側，借助于精密的CVD反應裝置、日益成熟的反應條件，在不遠的將來這些問題都會迎刃而解、

三、分立器件

近幾年來，在一些文獻中相繼報道了許多SiC器件模型，其中的一些已經進人商品市場.藍色發光二極管是首次進人商業領域的SiC器件，而小信號二極管、結型場效應晶體管(工作溫度大于350℃)以及紫外光敏管也正逐步商品化。到目前為止，對于像金屬化、離子注人、表面鈍化、氧化及刻蝕等這些基本的器件工藝技術只進行了有限的研究工作(因此SiC器件均未采用優化的器件設計和工藝流程).

篇4

圖1顯示了一臺典型的醫療設備的硬件架構。半導體技術的進步驅動著模擬信號調節，低功率嵌入式控制和無線連接的創新。半導體廠商正在將關鍵技術應用到醫療保健設備制造商所需要的這些戰略領域，以優化其產品。改進的模擬電路

醫療設備的一項重要且獨有的特性是能夠分析由傳感器捕獲的低幅值數據信號。高精度模擬部件的進步，如運算放大器，高分辨率A/D和D/A轉換器，模擬比較器以及參考電壓，為提高新一代醫療設備的精度鋪平了道路。

設計人員應該正在尋找一種功能多樣，極低功耗，分辨率優于16位的A/D。現在已經有分辨率高達24位的A/D。許多新型的A/D都有自動比較和靈活的轉換時間設置，是此類分析的理想選擇。片上集成的模擬功能在系統成本方面具有諸多優勢。最明顯的優勢在于，它降低了對外部IC的需求，并減少了BOM和電路板空間。同時，片上模擬功能也包含了低電壓檢測和內部帶隙參考電壓功能，從而進一步降低了成本。

降低功耗

不斷降低的功耗是另一個領域，半導體設計進步給醫療保健行業帶來巨大影響。微控制器是執行了大多數（即使不是全部）應用任務的核心部件。最大程度地利用MCU的功能對于實現電池壽命目標是至關重要的。無論是束之高閣處于待機模式，或者是在執行測量時，提供特定的功能可以影響電池的壽命，并對確定產品對最終用戶的價值大有助益。

半導體廠商正在采取步驟，通過一些創新的設計技術來降低MCU的功耗。第一項技術就是增加工作模式。每種低功耗模式都經過精雕細琢，提供特定的功能集，以實現最高效的性能/功耗折中。對某些MCU而言，待機工作模式的功耗可低至205nA。這些工作模式也支持許多MCU在低功耗運轉模式下的設備操作，以提供合適的功能和功耗組合。

另一項設計技術是門控時鐘，它關閉通往設備的時鐘信號。盡管對單個外設的門控時鐘只能降低數十微安的功耗，然而在追求盡可能低的功耗時，關閉每個不必要的跟蹤和時鐘信號是至關重要的。門控時鐘通常可以將運行模式功耗降低1/3。

第三項低功耗技術是創建單獨的電源域。每個存儲器位單元和I/O驅動都有漏電流。MCU存儲器和I/O數量越多，漏電流就越大。單獨的電源域用于只給保持石英振蕩器時鐘和實時時鐘寄存器所必需的MCU功能子集供電。

上面所討論的三種低功耗設計技術都在飛思卡爾的Kinetis微控制器和微處理器產品線上得到了實現。上述功能結合使用，可以對醫療設計進行優化，使其工作起來更加高效節能。

無線醫療設備

盡管無線技術已經滲透到了日常生活的許多方面，現在的大多數醫療設備仍然是有線的。通常數據采集傳感器通過電線連接到醫療設備上，而后者再通過另一種有線連接方式（很可能是USB）連接到PC。這些有線解決方案給病人帶來了很多問題，其中最重要的是易用性。心電圖讀取通常需要16個導聯，這意味著病人會渾身纏滿傳感器和電線，所以這項測試可能不適于家用。圖2顯示了新一代ECG無線傳感器，它只有創可貼大小。

在選擇無線協議時，醫療設備設計人員有各種各樣的選擇。表1列出了主要的無線協議。

有各種各樣的低功耗技術可以用在無線醫療設備中，每種技術都有其一席之地。ANT/ANT+是一種受專利保護的2.4GHz協議，目前主要用于健康和保健產品，而非臨床醫療設備。支持ANT技術的產品總量正在快速增長，但只有為數不多的產品采納了這項技術，這可能是因為其突發傳輸率只有20kb/s。

與ANT類似，zigBee工作在2.4GHz頻帶，已經在醫療設備領域得到了一些應用，這主要是因為它特有的醫療保健應用框架。一項重要的區別在于，ZigBee建立在公開標準協議（IEEE802.15.4）的基礎之上，而不是像ANT那樣的專利協議。ZigBee成功進入臨床環境，其中醫院的IT專家能夠利用其多跳網絡組網功能。

智能藍牙適用于小范圍的，只需要短脈沖數據的低功耗應用。低延遲和眾多可用的睡眠模式使其擁有了低功耗特性。這些特性，以及藍牙4.0包含智能藍牙/藍牙低功耗這一事實，已經成為了許多移動設備的標準。

醫療人體局域網絡或稱為MBAN協議是一種新的無線協議，該協議已經為快速的市場采納做好了充分的準備。MBAN頻譜被開發用于低功耗和小范圍的醫學應用，它被用于將病人從床邊的監控和治療設備中解放出來的“最后一米”應用上。它工作時采用IEEE802.15.6標準，或許能夠使用與ZigBee或智能藍牙相同的射頻硬件。半導體廠商已經開始創建解決方案，其中一些將在2012年啟動。

篇5

大家上午好！很高興參加此次寬禁帶半導體產業發展論壇暨戰略合作簽約儀式活動。大家不遠千里，齊聚麥城，共同為寬禁帶半導體產業發展出謀劃策、貢獻智慧，這充分體現了對麥城工作的特殊關心和大力支持。在此，我代表麥城市委、市政府，向各位來賓表示熱烈的歡迎和衷心的感謝！

剛才，楊院士就寬禁帶半導體產業發展的趨勢走向作了精彩的闡述，提出了非常寶貴的建議；王校長就東方大學與麥城市進一步深度合作，提出了非常好的思路建議。聽后很受啟發，很受鼓舞。借此機會，我也談點個人粗淺的思考與想法。

第一，當前寬禁帶半導體產業面臨著機遇與挑戰并存的發展形勢，我們應合力攻破關鍵核心技術。半導體產業是信息技術產業的核心，是國家重要的基礎性、先導性和戰略性產業，也是高技術人才和資金密集的高科技產業。從全球來看，半導體芯片及相關領域持續的技術進步，推動了現代信息通信的高速發展，已經形成了一個年銷售額達到3000多億美元的龐大市場。當前，全球半導體芯片產業格局正經歷深刻變化，呈現出分工合作、資金密集、結盟研發等三大趨勢。全球幾大主導國家和地區近年來不斷在這一領域加大投資，一些國際巨頭像韓國三星、美國英特爾、臺積電等7家最大的半導體芯片企業也紛紛投入巨資用于研發，其投資額占全球總投資的比重由1995年的24%快速上升到近年來的80%以上。可以說，這個產業進入的門檻是很高的，留給我們的發展空間也是在不斷壓縮的。面對這種嚴峻形勢，我們更應該學習借鑒發達國家和地區“抱團取暖”的做法，在科技研發體制上大膽創新突破，吸引集聚全國乃至全球的高端研發資源，集中攻克一批關鍵核心技術，更好地服務寬禁帶半導體產業發展。這對我們來說是一個重大的戰略課題，這要靠在座的各位專家貢獻你們的智慧和方案。

第二，麥城在發展寬禁帶半導體產業方面有著良好的產業基礎和一定的研發優勢，我們應著力破解產業鏈和創新鏈整合的問題。應該說，麥城在寬禁帶半導體產業發展方面有一定的先發優勢，在碳化硅、晶體材料基礎研究、單晶襯體等方面走在了全國前列。比如，與國槐區工業園合作的東方大學晶體材料研究所、微電子學院，擁有國內頂級水平的研發隊伍，承擔了“973”“863”“核高基”等一批國家重大項目。比如，單晶襯體的龍頭企業東方天岳集團，目前已經全面攻克SIC晶體材料制備的核心技術，產業化技術達到國際領先水平，在全球只有美國科銳和東方天岳可以實現批量生產。再如，我市制造業基礎較好，擁有重汽、中車麥城、九陽、力諾等一批寬禁帶半導體應用骨干企業，這都為寬禁帶半導體產業集群發展提供了堅實基礎和市場空間。如何打通企業產業鏈和科研院所創新鏈以及金融機構資本鏈之間的通道，更好地延伸拉長產業鏈條、占據產業發展高地、搶占國際市場份額，這也是一個急需解決的重要課題，非常需要在座各位專家給我們把脈定向，提供金點子、指出好路子。