什么是半导体材料？

半导体（ semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。

半导体存在的意义

半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。

今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

半导体材料如何分类？

• 常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。

• 元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。主要有硅、锗、硒等，以硅、锗应用最广。

• 化合物半导体即是指由两种或两种以上元素以确定的原子配比形成的化合物，并具有确定的禁带宽度和能带结构等半导体性质。

• 包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ 和第Ⅵ族化合物（ 硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物）,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和 Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。

半导体材料的发展历程

第一代半导体

主要材料：Si Ge

技术标志水平：大的晶片尺寸，窄的线条宽度（如12 英寸/0.15 微米技术）

主要产品形式：以大规模集成电路为主要技术的计算机等电子产品

第二代半导体

主要材料：砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等Ⅲ-Ⅴ砷化物和磷化物

技术标志水平：使通讯速度、信息容量、存储密度大幅提高

主要产品形式：以光发射器件为基础的光显示、光通讯和光储存等光电子系统

第三代半导体

主要材料：碳化硅（SiC）、氮化镓

（GaN）、氧化锌（ZnO）、硒化锌

（ZnSe）、金刚石、氮化铝（AlN）等宽禁带半导体材料为主

技术标志水平：禁带宽度更高

主要产品形式：制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件