半导体论文（精选5篇）

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半导体论文【第一篇】

病例

本组30例，男18例，女12例，年龄16-45岁。按KLigman痤疮分级其中轻度：12例；中度：14例；重度：4例，疮程度由轻微至严重不等，皮肤类型为IV~V.

方法

采用candela公司提供的配备有动态冷却装置的smoothbeam1450nm半导体激光系统。对痤疮治疗的作用机理是对引发的皮脂腺进行热损伤照射，系统喷射致冷剂以保护表皮，从而使副作用最小化[1]。治疗所选能量密度为9-11J/cm2，平均/cm2，光斑直径6mm，致冷喷射时间为20ms，脉冲宽度210ms，疗程间隔为三至四周，治疗次数2～5次不等。

2.结果

临床疗效

30例痤疮治疗部位皮脂分泌明显减少，治疗部位的痤疮数明显减少，在治疗结束后的6-12周内，真皮热疗对每位患者均有所见效，而且多数患者的病灶得以消失，并且SmoothBeam1450nm半导体激光系统相当安全，但是治疗后部分患者会出现短暂的水肿和红斑。

不良反应

激光治疗后所有患者局部均出现暂时性红斑、水肿，并于24h内消退，同时患者术中有不同程度疼痛感。所有患者均未出现色素沉着或色素减退。

3.护理

根据SmoothBeam1450nm半导体激光系统的特点，针对每个患者的具体情况，进行认真仔细的护理评估，确定各自的护理方案，采取准确有效的护理措施，具体护理措施如下：

治疗前

患者经临床医生确诊后，向患者详细解释激光治疗的原理、过程、达到的效果，签署知情同意书。

建立病例，包括患者的姓名、年龄、性别、诊断、皮肤类型、皮损特点，拍摄治疗前照片。

协助患者清洁治疗部位皮肤，一定彻底清除皮肤表面的护肤护肤品和化妆品，用灭菌注射用水消毒。

协助患者佩戴护目镜，医护人员佩戴护目镜。

治疗中

患者平卧，根据其皮肤类型选择治疗参数在没有皮损的小区域做光斑测试，一般用单脉冲测试（不超过5个），观察一分钟如出现月牙形或圆形白丘疹或水疱表明表皮灼伤，应定时治疗；如果没有上述现象方可继续治疗。

操作者应将操作手柄垂直并紧压于患者皮肤，以防制冷剂从测距仪下端流向周围皮肤，减弱其对表皮的保护作用。

治疗过程中及时观察患者的反应，根据反应及时调整治疗参数。

测距仪在治疗中会结霜，应及时用无菌纱布擦试。

治疗后

治疗结束后应拍摄治疗后照片。

治疗结束后应让患者在治疗室观察15～30分钟后方可离开。

治疗结束后应告诉患者避免搔抓治疗部位，避免日晒，避免使用其它刺激性物质，如有不适随时复诊。

健康宣教

痤疮的发病与情绪、饮食、心理状态、感染、内分泌及新陈代谢等多种因素有关，因此应从多方面进行综合护理，才可以预防痤疮的发生，提高临床疗效，降低其并发症。

应保持乐观的情绪，建立充分信心，积极配合治疗。

应注意日常饮食，适当限制油、辣、甜等食物的摄入。

应注意多饮水（白开水），多吃水果和蔬菜。

应注意保持大便通畅，防止便秘。

应保证充足的睡眠，提高机体抵抗力。

应合理使用化妆品，禁忌使用油性化妆品。

应注意防晒，同时尽量减少汗腺分泌量。

4.讨论

半导体论文【第二篇】

关键词高新企业；税收筹划；税制改革

1引言

为扶持和鼓励高新技术企业，我国不断加大对高新技术企业的税收减免力度。高新技术企业根据国家出台的税收减免政策，进行合理的税务筹划，可以促进企业利润增长，增加企业经济效益[1]。青岛鼎新半导体公司为山东省一家高新技术企业，对其税收筹划措施进行总结，可以深入了解国家的税收政策，可以分析合理避税对我国的税收和经济效益产生的影响，并提出我国税制改革的有关建议。

2鼎新公司简介

青岛鼎新半导体公司为一合资公司，其股东分别为：山东创投公司、青岛资本控股公司、北京信息产业公司。股权比例分别为：60%、30%、10%。青岛鼎新半导体公司的经营范围主要是：生产和销售集成电路、芯片以及计算机其他硬件，软件研发等。青岛鼎新半导体公司所辖的全资子公司有2家，分别是山东微电子公司、青岛进出口公司。参股子公司仅1家，为青岛科技开发公司。其中，山东省进出口公司为该公司的第一大股东，股权占比为78%；青岛鼎新半导体公司为该公司的第二大股东，股权占比为22%。

3鼎新公司税收筹划方案

积极申请将鼎新公司认定为高新技术企业。根据科技部、财政部、国家税务总局印发的《高新技术企业认定管理办法》的规定，高新技术企业是指：在《国家重点支持的高新技术领域》内，持续进行研究开发与技术成果转化，形成企业核心自主知识产权，并以此为基础开展经营活动，在中国境内（不包括港、澳、台地区）注册一年以上的居民企业[2]。按照文件要求，鼎新公司竭力满足条件：第一，拥有自主知识产权的产品。2010年6月份，青岛鼎新半导体公司在黄岛区注册成立。近三年来，鼎新公司先后自主研发了“资源利用平台数据库管理系统技术”“打印机硒鼓技术”。其中，“资源利用平台数据库管理系统技术”是将建筑垃圾和生活垃圾进行收集处理，以及水泥和钢材等建材网上销售的管理信息系统，年可为地方政府增加税收10亿元，2018年该软件荣获了“中华人民共和国国家版权局计算机软件著作权登记证书”。“打印机硒鼓技术”是该公司研究制造出的拥有自主知识产权的硒鼓，2018年申请取得了发明专利，荣获了“实用新型专利证书”。第二，上述两种产品均属于《国家重点支持的高新技术领域》规定的范围。其分别隶属于“电子信息技术”中的“软件—系统软件”类、“计算机及网络技术—各类计算机设备技术”类。第三，人员学历符合法定要求。截至2019年底，该公司职工总数为216人，其中大学专科以上学历的科技人员总数为95人，占企业职工总人数的44%，远超文件所规定的30%的要求，超14个百分点；科技人员中的研发人员总数为38人，占企业职工总人数的%，也远超文件所规定的10%的要求，超个百分点。第四，研发费用总额占销售收入总额的比例符合文件要求。2017年、2018年和2019年这三年来的研发费用总额为910万元，2019年该公司销售收入为亿元。三年研发费用的总额占最近一年（2019年）销售收入的比例为%，高于文件所规定的4%的要求，超个百分点。以上研发费用均是在青岛市黄岛区发生的，占公司总研发费用的100%，符合文件所规定的“比例不低于60%以上”的要求。第五，上述两种高新技术产品的销售收入占该公司2019年度销售总收入的100%，符合文件所规定的“60%以上”的要求。第六，经过第三方中介机构的评估，该公司研究开发高新技术产品的组织管理水平和科技成果转化的能力是较强的。其自主知识产权的数量已达到15件，且近三年来该公司的销售收入和总资产的增长率每年均在10%以上。上述指标均符合《高新技术企业认定管理工作指引》的要求。该公司积极上报高新技术企业认定材料。经过专家审查认定并公示，该公司为高新技术企业。2020年2月1日，颁发了“高新技术企业证书”，有效期三年。《税法》规定，高新技术企业税收优惠政策主要有以下四个方面：一是集成电路类和软件类的高新技术企业在计算清缴企业所得税时，可以选择按照25%的所得税税率减半征收。二是对高新技术企业转让技术取得的技术转让收入课以企业所得税时，其起征点提高至500万元；超过500万元的部分，减半征收。三是提高高新技术企业研发费用、职工教育经费的扣除标准，提高高新技术企业固定资产前期的折旧价值。四是降低高新技术企业境外所得征收税率[3]。

巧妙在保税港区注册公司。《税法》规定：凡是注册地在保税港区内的企业，企业之间因销售货物而取得的销售收入，对这部分收入既不征收增值税，也不征收消费税；保税港区内的企业将其货物销往保税港区外而取得的货物销售收入，对这部分收入不征收出口关税[4]。根据上述税收政策的规定，青岛鼎新半导体公司在青岛保税港区注册成立了两家企业，分别是青岛科技开发公司、青岛进出口公司。这样该两家公司之间销售货物时，其增值税和消费税均会免征；其货物销往保税港区外时，关税便会免征。

生产企业平价销售。青岛科技开发公司为生产型企业，主要生产电子元器件产品等。其在保税区生产基地生产的元器件以成本价销售给青岛进出口公司。根据税收优惠政策，保税区内两企业之间的产品销售无需缴纳关税和增值税。同时，青岛科技开发公司将其所生产的产品平价销售给青岛进出口公司，青岛科技开发公司没有盈利，也免缴了企业所得税。

出口企业加价销售。青岛进出口公司将上述产品加价15%，然后销售给青岛科技开发公司香港分公司。

4上述税收筹划的经济分析

第一，增值税退税增加了企业现金流。青岛进出口公司在销售产品时，享受增值税“先征后退”的“退税”政策，增值税缴纳后，税务部门是会根据税收政策及时予以退税的。企业收到退税款后，降低了税负，促进了企业发展[5]。青岛进出口公司为收购货物出口的外贸企业，适应增值税出口退税“先征后退”的办法。自2020年2月1日至8月1日这6个月的时间里，该进出口公司出口电子元器件实现产品销售收入总计亿元，收取退税款950万元。鉴于“先征后退”政策仅适用于外贸企业以及实行外贸企业财务制度的工贸企业收购货物后出口，因此，也只有青岛进出口公司出口上述货物才能赚取这额外的资金，而对于青岛科技开发公司和青岛鼎新半导体公司来说，即便是也同样出口上述货物，却是不会赢得这950万元的隐藏利润的。第二，实现了利润保全。从企业盈利的角度看，产品通过这样的方式进行销售，其利润均保留在母公司青岛鼎新半导体公司内，使企业盈利增加，利润值上升。若是青岛科技开发公司直接加价出售有关产品，则实现的产品销售利润会按照股权比例进行分成，即青岛鼎新半导体公司仅能分配22%的利润。从青岛进出口公司上述6个月实现的利润来看，这6个月里，该公司实现利润总计1670万元。因为青岛进出口公司为青岛鼎新半导体公司的全资子公司，因此，上述利润全部归结为母公司，青岛鼎新半导体公司利润激增1670万元。而青岛科技开发公司尽管在这6个月里也实现了销售收入亿元，但由于其平价销售，收支平衡，利润为0，其两个母公司———山东省进出口公司和青岛鼎新半导体公司只能眼睁睁地看着利润流向了青岛进出口公司。当然最终，利润却是全部流进了小股东——青岛鼎新半导体公司的腰包。第三，企业所得税减半征收。青岛进出口公司为青岛鼎新半导体公司的全资子公司。根据所得税汇算清缴的有关政策，青岛进出口公司的所得税在其母公司青岛鼎新半导体公司汇总清缴。鉴于青岛鼎新半导体公司为高新技术企业，这样，该母公司在缴纳企业所得税时是可以选择按照25%的税率减半征收的，达到了合理筹划税收的目的。根据青岛鼎新半导体公司汇总的财务报表看，2020年2月至8月，该公司实现利润2520万元，其中所辖的全资子公司青岛进出口公司实现利润1670万元。上缴企业所得税315万元。通过上述分析可知，由于鼎新公司成功被评为高新技术企业，故其应缴纳的企业所得税由630万元减为315万元，节约资金315万元。

5启示与建议

半导体论文【第三篇】

日本四团体共同制定的《照明用白色LED测光方法通则》为目前唯一针对照明用白光发光二极管(LED)所制定的测量标准，本文将对其内容进行介绍及分析，以供读者及有关产、学、研部门参考。 白光LED标准出炉 随着LED研发技术的突飞猛进，已被许多人视为充满潜力的新世代主要照明光源，然而LED具有与传统照明光源截然不同的空间发光特性，使原本适用于传统光源光学特性测量的方式未必适用于LED，如光通量(Luminous Flux)、光强度(Luminous Intensity)及色度(Chromaticity)测量，否则LED的测量精度及准度都将成问题。因此，全球各大标准协会均修订或是新增LED测量标准，但由于LED封装种类繁多，性能也各不相同，所以也有协会针对不同用途的LED制定新的测量标准以国际照明委员会(Commission Internationale de l'Eclairage；CIE)为例，其在2007年大幅修订原有的LED测量技术文件CIE-127，但因诸多争议，仍有诸多测量问题待解决，而由美国能源部(DOE)所主导，其配合固态照明产品的推广进程，由美国国家标准学会(ANSI)与北美照明学会(IESNA)所组成的标准制定小组，正在进行固态照明灯具相关测试标准的制订，（本报上期B7版文章已经对此进行介绍），其中包括旋光性量测、色度量测以及寿命评估等标准，但这些标准的特点在于其内容是将固态照明灯具视作一整体来评价，也就是说，LED单体无法由这些标准的规范来作测量。 我国近年来也致力于半导体发光器件标准的推动，在政府的支持下，已推出半导体发光器件测试方法，而其它相关标准也正在进行审议中。 然而在照明用白光LED标准的推动方面，进展最快的国家是日本，其中日本照明学会(JIES)、日本照明委员会(JCIE)、日本照明器具工业会(JIL)以及日本电球工业会(JEL)在2011年已订出四团体共同标准《照明用白色LED测光方法通则》，成为目前唯一针对照明用白光LED所订定的测量标准，其在初版时就已率先制订数项未曾规范过的项目，如标准LED之制造、小型模块光强度的测量法以及寿命评估方式等。 有鉴于LED的测量方式有所进展且标准的内容仍有扩充空间，四团体于2006年3月公布此标准的修订版，增加且修订原先的标准内容，在色度学的量测以及光通量的量测方式等作出更详细的规范。然基于谨慎的心态，有许多部分仍然是被放在附属部分而非实际标准的一部分，不过，其在相关规范的说明仍十分详细，就现阶段国际所能查到的LED标准文献，此标准可说是内容最完整的规范。在目前产业界仍然缺乏适当的通用LED测量规范情况下，该标准将会是一个非常重要的参考依据。下面重点介绍此标准的重要规定，以及修订版的增补部分。|中华勵志网|| 适用范围限于照明用白光LED 该标准在一开始的标题上，就已宣告适用范围仅限于照明用白光LED，其认为将测量目标限定于照明用白光LED，以限定与标准LED比较的测量方法能有效提升测量精度，且对于标准LED的内容作出很详细的规定。在光强度的测量部分，则依照国际照明委员会所规定的标准条件进行测量；在光通量的测量部分，则一律使用积分球(Integrating Sphere)测量，并在修订版中增加色度、相关色温(Correlated Color Temperature；CCT)、显色性指数(Color Rendering Index；CRI)等的测量方法，且原则上使用积分球作为其入射光学系统。 本标准主要是针对单体LED制定的规范，但其对于小型的LED模块光强度的测量也纳入规范，对于小型LED模块而言，其不一定适用于CIE标准条件所规定的平均LED光强度的测量方法。

半导体论文【第四篇】

为了分析半导体制冷器工艺设计方法与制冷效率的关系，探讨其工作寿命的影响因素，文章通过改进半导体制冷器基板材料，采用新型胶黏剂，并通过实验来对比分析半导体电偶间不同的铜片排布方式对制冷器制冷性能、寿命的影响。实验结果表明，连接铜片排布回路形式对制冷性能影响不大，但对产品的使用寿命有一定的影响。铜线排列走向简单，电阻变化率低，使用寿命相对较长。

关键词：

半导体制冷器；制冷性能；基板；铜片回路

半导体制冷技术因其具有的独特优点而在各行各业得到了广泛的应用［1-3］。为提高其性能、增强机械强度和稳定性，国内外有关科技人员进行了很多研究工作。宣向春等［4］提出可在普通半导体电臂对的P型和N型电偶臂之间淀积一层厚度适当的银膜，提高电偶对的制冷性能。李茂德［5］和任欣［6］等认为，提高制冷系统热端的散热强度可以改善半导体制冷器的制冷性能，但制冷性能并不能随散热强度的提高无限提高。

YANLANASHIM［7］优化了制冷系统设计方法。此外，GAOMin［8］等指出电偶臂的长度在很大程度上影响半导体的热电性能。YUJianlin［9］等详细研究了制冷单元的个数和电偶臂的长度对制冷性能的影响程度。本文主要对半导体制冷器的制造工艺进行了分析，讨论了不同的半导体铜片连接回路以及半导体电偶对与基板的黏结性能对半导体制冷器制冷效果及其寿命的影响，并通过实验进行了性能测试，实验结果可以为提高半导体制冷器的制冷性能及产品寿命提供较好的依据，具有一定的实际指导意义。

1半导体制冷器设计工艺

半导体制冷器的性能主要包括制冷效率和使用寿命，取决于组成半导体制冷器主体的制冷电偶对的设计制造工艺，半导体材料的热电优值系数及半导体制冷器系统的结构等［10］。本文仅讨论半导体制冷器基板材料以及不同的半导体铜片连接回路对半导体制冷器制冷效果及其寿命的影响。

1．1基板设计工艺半导体制冷器的导热绝缘层由陶瓷基板构成，由1个放热面和1个吸热面组成一组，2个面之间由铜片连接不同型的、相互错开的半导体颗粒，形成回路，如图1所示。陶瓷基板材料及基板厚度对半导体制冷器制冷效率有显著的影响。设计采用了质量分数为96%氧化铝(Al2O3)的陶瓷基板。同时，为提高半导体制冷效率，通过减薄陶瓷基板厚度(由目前的1．00mm，减薄到0．50～0．13mm)，降低热阻，提高了传热性能，制冷效率COP值得到提高，但成本相应增加；另外，也可以将基板换成氮化铝(AlN)，氮化铝热导率为180W•m－1•K－1左右(20℃环境温度下测试)，而氧化铝为22W•m－1•K－1左右(20℃环境温度下测试)，热导率提高了约7倍，同样也可以提高COP值，但是基板成本会更高，约为原来的10倍。

1．2铜片回路连接工艺将半导体电偶对、基板和接线端子用铜片焊接起来，形成通电回路。实验设计了2种不同回路走线方式A型和B型(CP/127/060/A和CP/127/060/B)，如图2～3所示，图中粗线为回路走线路径。由于基板与半导体颗粒间焊接了铜片，半导体颗粒与基板形成刚性连接，在温度变化的时候材料的内应力很大。因此生产工艺中将半导体颗粒与瓷片用胶黏剂粘接，用于卸去大部分应力，提高产品的寿命。但由于胶黏剂的导热性较差，制冷性能会受到一定影响。本文采用了自主研发的一种胶黏剂，粘接层很薄，热导率相对比较高，使得产品具有一定的市场竞争优势。

2半导体制冷器性能实验分析

2．1铜片排布方式对性能的影响实验现场如图4所示，实验原理如图5所示。实验材料：A型产品和B型产品各5个。实验时，将整个装置放置于真空中，测试仪器中设置好控制温度Th=50℃，先测试最大温度差ΔTmax值。在每个产品的基板上分别选择4个测试点，依次递增施加不同的测试电压(16～20V)，得到测试数据ΔT值，拟合曲线，找出极值点。极值点对应的ΔT值就是ΔTmax，其对应的电流就是Imax。然后给产品施加Imax的电流，通过加热片控制冷热面的温度差ΔT=0℃，测定此时的制冷量Qc值即为Qcmax，即加热片的功率。实验数据如表1～2所示。由表1～2可知，2种不同铜片排布形式，其温度差ΔT，制冷量Qc的数据差异均在实验仪器误差范围内，针对ΔT，Qc这两项来说，铜片回路形式对半导体制冷器制冷效率影响不大。

2．2铜片排布方式对产品寿命的影响对2种回路的制冷器分别进行制冷—制热循环实验。实验条件：1个循环为1min(40s制冷，制冷温度降到0．0℃，电流4．0A;20s制热，制热温度升到100．0℃，电流4．5A);压力280±20N，2．4万次循环实验结束。每0．15万次循环测1次电阻，若2．4万次循环之内，电阻变化率超过10%表示产品失效，实验结束。实验样品选择CP/127/060/A和CP/127/060/B各2组，实验结果如图6所示。由图6可知，在2．4万次循环结束时，A型产品2组实验样品的电阻变化率分别为1．35%和1．45%，而B型产品2组实验样品的电阻变化率均在2．04%左右。实验数据表明，A型基板的电阻变化率相对较低，寿命趋势相对较长。

3结论

通过理论分析和实验研究，得到以下结论：1)陶瓷基板材料及基板厚度对半导体制冷器制冷效率有显著的影响：氮化铝(AlN)基板因热导率高于氧化铝(Al2O3)，可以提高COP值，但其成本会提高；通过减薄陶瓷基板厚度降低热阻，可提高传热性能，提高制冷效率COP值。2)半导体颗粒与瓷片用胶黏剂粘接，可卸去大部分应力，提高产品的寿命。但由于胶黏剂的导热性较差，制冷性能会受到一定影响。可采用自主研发的胶黏剂，粘接层很薄，热导率相对比较高，保证产品在市场竞争上具有一定的优势。3)通过实验数据对比分析，温差ΔT和制冷量Qc的数据差异均在实验仪器误差范围内，针对ΔT和Qc来说，回路形式对半导体制冷器制冷效率影响不大。4)在寿命方面，在2．4万次循环结束时，A型成品电阻变化率分变为1．35%和1．45%，而B型均在2．04%左右。直观的数据对比显示A型基板的电阻变化率相对较低，寿命趋势相对更长。

参考文献：

［1］卢菡涵，刘志奇，徐昌贵，等．半导体制冷技术及应用［J］．机械工程与自动化，2013(4):219－221．

［2］王千贵，杨永跃．半导体车载冰箱的智能温控系统设计［J］．电子设计工程，2012，20(17):132－134．

［3］梁斯麒．半导体制冷技术在小型恒温箱的应用研究［D］．广州：华南理工大学，2011:1－7．

［4］宣向春，王维杨．半导体制冷器“无限级联”温差电偶对工作参数的理论分析［J］．半导体学报，1999，20(7):606－611．

［5］李茂德，卢希红．热电制冷过程中散热强度对制冷参数的影响分析［J］．同济大学学报(自然科学版)，2002，30(7):811－813．

［6］任欣，张麟．有限散热强度下半导体制冷器性能的实验研究［J］．低温工程，2003(4):57－62．

［7］YAMANASHIM．Anewapproachtooptimumdesigninthermoelectriccoolingsystem［J］．AppliedPhysicsA:MaterialsScience＆Processing，1980(9):5494－5502．

［8］GAOMin，ROWEDM，KONTOSTAVLAKISK．Thermoelectricfigure-of-meritunderlargetemperaturedifferences［J］．JournalofPhysicsDAppliedPhysics，2004，37(8):1301－1304．

［9］YUJianlin，ZHAOHua，XIEKangshan．Analysisofoptimumconfigurationoftwo-stagethermoelectricmodules［J］．InstituteofRefrigerationandCryogenicsEngnieering，2007，47(2):89－93．

半导体材料设计【第五篇】

关键词半导体；材料；芯片；发展；应用；技术；

中图分类号：O471 文献标识码：A 文章编号：

引言

自然界中的物质，根据其导电性能的差异可划分为导电性能良好的导体（如银、铜、铁等）、几乎不能导电的绝缘体（如橡胶、陶瓷、塑料等）和半导体（如锗、硅、砷化镓等）。半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质。它的导电能力会随温度、光照及掺入杂质的不同而显著变化，特别是掺杂可以改变半导体的导电能力和导电类型，这是其广泛应用于制造各种电子元器件和集成电路的基本依据。

一、半导体材料的概念与特性

当今，以半导体材料为芯片的各种产品普遍进入人们的生活，如电视机，电子计算机，电子表，半导体收音机等都已经成为我们日常所不可缺少的家用电器。 半导体材料为什么在今天拥有如此巨大的作用， 这需要我们从了解半导体材料的概念和特性开始。

半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质，在某些情形下具有导体的性质。 半导体材料广泛的应用源于它们独特的性质。 首先，一般的半导体材料的电导率随温度的升高迅速增大，各种热敏电阻的开发就是利用了这个特性；其次，杂质参入对半导体的性质起着决定性的作用，它们可使半导体的特性多样化，使得 PN 结形成，进而制作出各种二极管和三极管；再次，半导体的电学性质会因光照引起变化，光敏电阻随之诞生；一些半导体具有较强的温差效应，可以利用它制作半导体制冷器等； 半导体基片可以实现元器件集中制作在一个芯片上，于是产生了各种规模的集成电路。 这种种特性使得半导体获得各种各样的用途， 在科技的发展和人们的生活中都起到十分重要的作用。

二、几种主要半导体材料的发展现状与趋势

（一）硅材料

硅材料是半导体中应用广泛的一类材料，目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC's）技术正处在由实验室向工业生产转变中。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。

从进一步提高硅IC'S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离（Smart cut）和SIMOX材料等也发展很快。目前，直径8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在开发中。

（二）GaAs和InP单晶材料

GaAs和InP与硅不同，它们都是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点；在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。

（三）半导体超晶格、量子阱材料

半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术（MBE，MOCVD）的新一代人工构造材料。它以全新的概念改变着光电子和微电子器件的设计思想，出现了“电学和光学特性可剪裁”为特征的新范畴，是新一代固态量子器件的基础材料。GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED发光器件和有关纳米硅的Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。我国早在1999年，就研制成功980nm InGaAs带间量子级联激光器，输出功率达5W以上；2000年初，法国汤姆逊公司又报道了单个激光器准连续输出功率超过10瓦好结果。最近，我国的科研工作者又提出并开展了多有源区纵向光耦合垂直腔面发射激光器研究，这是一种具有高增益、极低阈值、高功率和高光束质量的新型激光器，在未来光通信、光互联与光电信息处理方面有着良好的应用前景。

（四）一维量子线、零维量子点半导体微结构材料

基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维半导体材料是一种人工构造（通过能带工程实施）的新型半导体材料，是新一代微电子、光电子器件和电路的基础。它的发展与应用，极有可能触发新的技术革命。

目前低维半导体材料生长与制备主要集中在几个比较成熟的材料体系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP,InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在纳米微电子和光电子研制方面取得了重大进展。俄罗斯约飞技术物理所MBE小组，柏林的俄德联合研制小组和中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子点激光器，工作波长lμ蘭左右，单管室温连续输出功率高达3．6～4W。 宽带隙半导体材料宽带隙半导体材料主要指的是金刚石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶体等，特别是SiC、GaN和金刚石薄膜等材料，因具有高热导率、高电子饱和漂移速度和大临界击穿电压等特点，成为研制高频大功率、耐高温、抗辐照半导体微电子器件和电路的理想材料；在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等方面有着广泛的应用前景。另外，III族氮化物也是很好的光电子材料，在蓝、绿光发光二极管（LED)和紫、蓝、绿光激光器（LD）以及紫外探测器等应用方面也显示了广泛的应用前景。随着1993年GaN材料的P型掺杂突破，GaN基材料成为蓝绿光发光材料的研究热点。

三、半导体材料发展的几点建议

GaAs、InP等单晶材料同国外的差距主要表现在拉晶和晶片加工设备落后，没有形成生产能力。相信在国家各部委的统一组织、领导下，并争取企业介入，建立我国自己的研究、开发和生产联合体，取各家之长，分工协作，到2010年赶上世界先进水平是可能的。要达到上述目的，到“十五”末应形成以4英寸单晶为主2－3吨／年的SI－GaAs和3－5吨／年掺杂GaAs、InP单晶和开盒就用晶片的生产能力，以满足我国不断发展的微电子和光电子工业的需求。到2010年，应当实现4英寸GaAs生产线的国产化，并具有满足6英寸线的供片能力。发展超晶格、量子阱和一维、零维半导体微结构材料。

（一）超晶格、量子阱材料

从目前我国国力和我们已有的基础出发，应以三基色（超高亮度红、绿和蓝光）材料和光通信材料为主攻方向，并兼顾新一代微电子器件和电路的需求，加强MBE和MOCVD两个基地的建设，引进必要的适合批量生产的工业型MBE和MOCVD设备并着重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP,GaN基蓝绿光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料体系的实用化研究是当务之急，争取在“十五”末，能满足国内2、3和4英寸GaAs生产线所需要的异质结材料。到2010年，每年能具备至少100万平方英寸MBE和MOCVD微电子和光电子微结构材料的生产能力。达到本世纪初的国际水平。

宽带隙高温半导体材料如SiC，GaN基微电子材料和单晶金刚石薄膜以及ZnO等材料也应择优布点，分别做好研究与开发工作。

（二）一维和零维半导体材料的发展设想

基于低维半导体微结构材料的固态纳米量子器件，目前虽然仍处在预研阶段，但极其重要，极有可能触发微电子、光电子技术新的革命。低维量子器件的制造依赖于低维结构材料生长和纳米加工技术的进步，而纳米结构材料的质量又很大程度上取决于生长和制备技术的水平。因而，集中人力、物力建设我国自己的纳米科学与技术研究发展中心就成为了成败的关键。具体目标是，“十五”末，在半导体量子线、量子点材料制备，量子器件研制和系统集成等若干个重要研究方向接近当时的国际先进水平；2010年在有实用化前景的量子点激光器，量子共振隧穿器件和单电子器件及其集成等研发方面，达到国际先进水平，并在国际该领域占有一席之地。可以预料，它的实施必将极大地增强我国的经济和国防实力。

结束语

随着信息技术的快速发展和各种电子器件、 产品等要求不断的提高， 半导体材料在未来的发展中依然起着重要的作用。 在经过以 Si、GaAs 为代表的第一代、第二代半导体材料发展历程后，第三代半导体材料的成为了当前的研究热点。 我们应当在兼顾第一代和第二代半导体发展的同时， 加速发展第三代半导体材料。 目前的半导体材料整体朝着高完整性、高均匀性、大尺寸、薄膜化、集成化、多功能化方向迈进。 随着微电子时代向光电子时代逐渐过渡， 我们需要进一步提高半导体技术和产业的研究，开创出半导体材料的新领域。 相信不久的将来，通过各种半导体材料的不断探究和应用，我们的科技、产品、生活等方面定能得到巨大的提高和发展！

参考文献

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