初中物理/半导体材料的发展简史

一、半导体材料

半导体材料是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。

二、半导体材料的特点

1．半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。

2．半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力将会有显著变化。

3．在纯净半导体中，加入微量的杂质，其导电能力会急剧增强。

三、半导体材料的发展历史

（一）第一代半导体材料

1.第一代半导体是元素半导体，典型如硅基和锗基半导体。

2.应用领域：作为第一代半导体材料的硅和锗，在国际信息产业技术中的各类分立器件、集成电路、电子信息网络工程、PC、手机、电视、航空航天、各类军事工程、迅速发展的新能源和硅光伏产业中都得到了极为广泛的应用。

（1）多晶硅

（2）单晶锗

（二）第二代半导体材料

1.第二代半导体材料是化合物半导体。化合物半导体是以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）和氮化镓（GaN）等为代表，包括许多其他III-V族化合物半导体。这些化合物中，商业半导体器件中用得最多的是砷化镓（GaAs）、磷砷化镓（GaAsP）、磷化铟（InP）、砷铝化镓（GaAlAs）和磷镓化铟（InGaP）。

2.应用领域：第二代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。因信息高速公路和互联网的兴起，还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。

（三）第三代半导体材料

1.第三代半导体材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、金刚石等，因其禁带宽度（Eg）大于或等于2.3电子伏特（eV），又被称为宽禁带半导体材料。

2.应用领域：以碳化硅（SiC）等为代表的第三代半导体材料，其优异的半导体性能在各个现代工业领域发挥重要革新作用，应用前景和市场潜力巨大，广泛地应用在光电子器件、电力电子、半导体照明、光伏、可见光通信、紫外探测、射频功率器件、激光显示等领域。在前沿研究领域，宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。

（1）通信

（2）集成电路

（3）光伏器件

四、半导体性能比较