半導體材料是指什么？種類有哪些？

1.半導體材料

從廣義上來說，半導體材料是指半導體器件制備過程中所使用的材料，通常包含半導體芯片制造與封裝材料;從狹義上來說，半導體材料特指處于絕緣體和導體之間的材料。

2.半導體材料發展歷程

第一代半導體材料指鍺(Ge)和硅(Si)，50年代Ge在半導體中占主導地位，主要用于低電壓、低頻、中功率器件，由于耐高溫、抗輻射性能較差，60年代后期逐漸被Si取代。Si在自然界儲量大，大尺寸晶圓制備技術、芯片制造工藝成熟，Si基芯片產業遵循摩爾定律快速發展，應用于分立器件、集成電路，目前全球95%以上的半導體芯片和器件是用Si作為基礎材料生產的，目前商用晶圓尺寸已經拓展到12英寸(300mm)。

第二代半導體材料主要是指以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)為代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料，發展于20世紀80年代，具有載流子濃度低、光電特性好、耐熱、抗輻射等特性，主要用于制作高速、高頻、大功率以及發光電子器件，但由于資源稀缺、大尺寸制備困難、價格貴、有毒性、污染環境，應用受到一定局限。以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體材料發展于20世紀90年代，具有耐高溫、耐高壓、高電流、高頻、低導通電阻等特點，廣泛應用于高電壓、高功率、高頻領域。

第三代半導體材料包括：碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、金剛石、氧化鋅(ZnO)、氮化鋁(AlN)等。第三代半導體材料性能優勢及應用領域相比第一、二代半導體，第三代半導體具有禁帶寬度更寬、電子漂移飽和速率更高、絕緣擊穿場強更高、熱導率更高等特點。其具體性能參數指標見表1。與Si材料相比，SiC和GaN禁帶寬度約為Si的3倍，擊穿場強超過10倍，具有低導通損耗，適用于高壓高功率器件;SiC熱導率約為Si的3.3倍，具有良好的散熱特性，可以減少器件體積，適用于高溫器件;GaN的電子漂移飽和速率為Si的2.5倍，有利于簡化外圍組件降低成本，適用于高頻率器件。

3.半導體材料分類

(1)有機半導體材料

有機半導體材料具有熱激活電導率，如萘蒽，聚丙烯和聚二乙烯苯以及堿金屬和蒽的絡合物，有機半導體材料可分為有機物，聚合物和給體受體絡合物三類。有機半導體芯片等產品的生產能力差，但是擁有加工處理方便，結實耐用，成本低廉，耐磨耐用等特性。

(2)化合物半導體材料

化合物半導體材料種類繁多，按元素在周期表族來分類，分為三五族，二六族，四四族等。如今化合物半導體材料已經在太陽能電池，光電器件，超高速器件，微波等領域占據重要位置，且不同種類具有不同的應用?？傊?，半導體材料的發展迅速，應用廣泛，隨著時間的推移和技術的發展，半導體材料的應用將更加重要和關鍵，半導體技術和半導體材料的發展也將走向更高端的市場。

(3)元素半導體材料

硅在當前的應用相當廣泛，他不僅是半導體集成電路，半導體器件和硅太陽能電池的基礎材料，而且用半導體制作的電子器件和產品已經大范圍的進入到人們的生活，人們的家用電器中所用到的電子器件80%以上與案件都離不開硅材料。鍺是稀有元素，地殼中的含量較少，由于鍺的特有性質，使得它的應用主要集中與制作各種二極管，三極管等。而以鍺制作的其他錢江如探測器，也具有著許多的優點，廣泛的應用于多個領域。

(4)非晶半導體材料

非晶半導體按鍵合力的性質分為共價鍵非晶半導體和離子鍵非晶半導體兩類，可用液相快冷方法和真空蒸汽或濺射的方法制備。在工業上，非晶半導體材料主要用于制備像傳感器，太陽能鋰電池薄膜晶體管等非晶體半導體器件。

以上梳理了半導體材料的定義、分類等，希望對你有所幫助，如果你想了解更多相關內容，敬請關注三個皮匠報告的行業知識欄目。

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