半导体信息功能材料与器件的研究新进展-图文(精).doc

第28卷第1期中国材料进展v。。.(中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室,北京100083摘要:首先简要地介绍了作为现代信息社会基础的半导体材料和器件极其重要的地位,进而同顾了近年来半导体光电信息功能材料,包括半导体微电子、光电子材料,宽带隙半导体材料,自旋电子材料和有机光电子材料等的研究进展,最后对半导体信息功能材料的发展趋势做了评述。关键词:半导体微电子;光电子材料;宽带隙半导体材料;自旋电子材料;有机光电子材料中图法分类号:TN304:TB34文献标识码:A文章编号:1674—3962(2009Ol-0026一05RecentProgressofSemiconductorInformationFunctionalMaterialsWANGZhanguo(InstituteofSemiconductors,ChineseAcademyofSciences,Beijing100083,ChinaAbstract:Theextremeimportanceofsemiconductormaterialsanddevicesasafoundationofthemoderninformationalsocietyjsbrieflyintroducedfirstinthispaper,Thentherecentprogressofsemiconductormicroelectronicandoptoeleetron・iCmateriMsincludingsilicon,GaAsandInPcrystalsanditSmierostructures,widebandgapsemiconductorsmaterials,:semiconductormicroelectronicmaterials;optoelectronicmaterials;widebandgapmaterials;anicsemiconductoroptoelectronicmaterials历史发展表明,半导体信息功能材料和器件是信息科学技术发展的物质基础和先导。晶体管的发明、硅单晶材料和硅集成电路(ICs的研制成功,导致了电子工业大革命;光导纤维材料和以***化镓为基础的半导体激光器的发明,超晶格、量子阱微结构材料和高速器件的研制成功,使人类进入到光纤通信、移动通信和高速、宽带信息网络的时代。纳米科学技术的发展和应用,极有可能触发新的技术革命,必将彻底地改变人类的生产和生活方式。信息技术涉及到信息的获取、发射、传输、接收、存储、显示和处理等方方面面,本文主要介绍半导体信息功能材料与器件的研究进展。1半导体信息功能材料与器件研究现状¨’,预计到本世纪中收稿日期:2008—12—18基金项目:国家重点基础研究发展规划资助(2006CB6049一04作者简介:王占国,男,1938年生,中国科学院院士叶都不会改变。从提高硅ICs成品率、性能和降低成本来看,增大直拉硅单晶的直径,解决硅片直径增大导致的缺陷密度增加和均匀性变差等问题,仍是今后硅单晶发展的大趋势。预计由8英寸向12英寸过渡的硅ICs工艺将在近年内完成,到2015年后,12英寸硅片将成为主流产品;随着极大规模硅ICs向更小线宽发展,是否需要研制更大直径的硅单晶材料,虽存争议,但更大直径的硅单晶(如18英寸等研制也在筹划中。从进一步缩小器件的特征尺寸,提高硅ICs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将会成为硅材料发展的另一个主要方向。根据2007年版“国际半导体技术发展路线图”的预测,集成电路的特征线宽,2013年将进入32纳米技术代,晶体管物理栅长将是13nm,并于2016年进入到22纳米技术代,晶体管物理栅长将是9nln;到2022年,。这时硅CMOS技术将接近或达到它的“极限”,摩尔定律将受到物理(短沟场效应、绝缘氧化物量子隧穿效应、沟道掺杂原子统计涨落、功耗等、技术(寄生电阻和电容、互连万方数据第1期王占国:半导体信息功能材料与器件的研究新进展延迟、光刻技术等和经济三方面(制造成本昂贵的挑战。