半导体材料的发展及应用培训教材.ppt

1、半导体材料的半导体材料的发展及应用发展及应用第1页，共34页。让我们来看两组半导体的图片让我们来看两组半导体的图片第2页，共34页。第3页，共34页。u下面是具体形下面是具体形象的物品所应用象的物品所应用到的半导体到的半导体第4页，共34页。苹果苹果4 4代代第5页，共34页。苹果笔记本苹果笔记本第6页，共34页。第7页，共34页。石油馆石油馆第8页，共34页。激光笔激光笔第9页，共34页。半导体材料是半导体半导体材料是半导体工业的基础，是信息技术和工业的基础，是信息技术和产业发展的产业发展的“粮食粮食”。半导体材料应用已经半导体材料应用已经成为成为衡量一个国家经济发衡量一个国家经济发展科技进

2、步和国防实力的展科技进步和国防实力的重要标志重要标志。第10页，共34页。半导体材料半导体材料什么是半导体材料？什么是半导体材料？发展历程发展历程应用领域应用领域123第11页，共34页。半导体材料半导体材料电阻率在电阻率在10-310-9.cm,介于介于金属与绝缘体之间金属与绝缘体之间的材料。的材料。材料导体半导体绝缘体电阻率（欧姆）10-310-3-109109第12页，共34页。半导体材料的发展历程半导体材料的发展历程u元素半导体元素半导体u化合物半导体化合物半导体第13页，共34页。元素半导体（硅）元素半导体（硅）特点：特点：储量丰富，价格低廉，热储量丰富，价格低廉，热性能和机械性能优

3、良，易伸长成性能和机械性能优良，易伸长成大尺寸高纯度的晶体。大尺寸高纯度的晶体。应用：应用：95%以上的半导体器件和以上的半导体器件和99%以上的集成电路是用硅以上的集成电路是用硅材料制作的，并且材料制作的，并且它是电子它是电子信息产品最主要的基础材料信息产品最主要的基础材料，在在21世纪，可以预见它的世纪，可以预见它的主导和核心地位仍不会动摇主导和核心地位仍不会动摇，但是其物理性质限制了其，但是其物理性质限制了其在光电子和高功率器件上的在光电子和高功率器件上的应用。应用。第14页，共34页。u元素半导体元素半导体u化合物半导体化合物半导体第15页，共34页。化合物半导体化合物半导体砷化镓，磷

4、化铟，氨化砷化镓，磷化铟，氨化镓镓等为代表，包括许多其它等为代表，包括许多其它III-V族化合物半导体，其中族化合物半导体，其中以砷化镓技术较为成熟，应以砷化镓技术较为成熟，应用也较为广泛。用也较为广泛。第16页，共34页。第17页，共34页。化合物半导体化合物半导体优点优点(与硅相比）：与硅相比）：1.电子迁移率高电子迁移率高，同等条件下，能更快的，同等条件下，能更快的传导电流，用它可以制备工作频率高达传导电流，用它可以制备工作频率高达100GHz的微波器件，在卫星数据传输，的微波器件，在卫星数据传输，通信，军用电子等方面具有关键作用通信，军用电子等方面具有关键作用;2.具有光电特性具有光电

5、特性，其光发射效率高，不仅，其光发射效率高，不仅可以做发光二极管，光探测器，还能制可以做发光二极管，光探测器，还能制备半导体激光器，广泛应用于通信，光备半导体激光器，广泛应用于通信，光计算计和空间技术。计算计和空间技术。第18页，共34页。总的来说：总的来说：硅（元素半导体）本身有许多难以硅（元素半导体）本身有许多难以再改善的电子特性已经无法再充分满足再改善的电子特性已经无法再充分满足人们的需求，化合物半导体逐渐受到青人们的需求，化合物半导体逐渐受到青睐，睐，其中砷化镓凭借着高频率，高电子其中砷化镓凭借着高频率，高电子迁移率，低噪音，输出功率高，耗能少迁移率，低噪音，输出功率高，耗能少，效益高

6、以及线性度良好，不易失真等，效益高以及线性度良好，不易失真等优越的特性，优越的特性，脱颖而出，开发前景令人脱颖而出，开发前景令人鼓舞。鼓舞。第19页，共34页。基于半导体发光二极管（基于半导体发光二极管（LED）的）的半导体光源具有体积小，发热量低，耗半导体光源具有体积小，发热量低，耗电量小，寿命长，无污染，易开发成轻电量小，寿命长，无污染，易开发成轻薄短小产品等优点，具有重大的经济技薄短小产品等优点，具有重大的经济技术价值和市场前景。术价值和市场前景。一一.半导体照明技术的迅猛发展半导体照明技术的迅猛发展当前化合物半导体产业发展的主要体现当前化合物半导体产业发展的主要体现第20页，共34页。

7、LED?n英文单词的缩写，主英文单词的缩写，主要含义：要含义：LED=Light Emitting Diode，发光二极管，是一，发光二极管，是一种能够将电能转化为种能够将电能转化为可见光的固态的可见光的固态的 半导半导体器件体器件n那么那么LED在什么方面在什么方面可以应用到呢？可以应用到呢？第21页，共34页。LED 照明灯照明灯在提倡绿色环保、节能减排的产业发展思路下，LED照明将成为行业的发展主流。第22页，共34页。继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光源半导体照明灯，它极为安全，身体接触无任向危险、也可用水清洗等、非常节能，由于光谱中没有紫外线和红外线、故没有很高的热量、属于新型绿色照明

8、光源，使用寿命长。半导体照明装饰天花板半导体照明装饰天花板第23页，共34页。路灯采LED与电源模块分离式设计易于往后维修保固。最佳化散热管理技术，有效将灯具光衰现象降至最低。灯具防尘防水保护等级IP66。半导体交通信号灯半导体交通信号灯第24页，共34页。二二.消费类消费类信息产业数字化、智能化、网络化的信息产业数字化、智能化、网络化的不断推进不断推进,新材料和新技术的不断涌现新材料和新技术的不断涌现,都都将对半导体未来的发展产生深远的影响将对半导体未来的发展产生深远的影响,将会从不同的侧面促进半导体将会从不同的侧面促进半导体高速、低高速、低噪声、大功率、大电流、高线性、大动噪声、大功率、大

9、电流、高线性、大动态范围、高效率、高灵敏度、低功耗、态范围、高效率、高灵敏度、低功耗、低成本、高可靠、微小型低成本、高可靠、微小型等方面快速发等方面快速发展。展。当前化合物半导体产业发展的主要体现当前化合物半导体产业发展的主要体现第25页，共34页。日常生活中的消费品？日常生活中的消费品？u电视电视u手机手机u音箱音箱u冰箱冰箱u它们又应用到了半导体材料的哪它们又应用到了半导体材料的哪 些方面呢？些方面呢？第26页，共34页。数字电视机数字电视机选择数字电视便是选择了一种高品质，新时代的生活方式。第27页，共34页。全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比例越来越高，音视全球家用电子产品装备

10、无线控制和数据连接的比例越来越高，音视频装置日益无线化，这类产品的市场为频装置日益无线化，这类产品的市场为化合物半导体化合物半导体的应用带来的应用带来了庞大的新市场。了庞大的新市场。消费类消费类第28页，共34页。当前化合物半导体产业发展的主要体现当前化合物半导体产业发展的主要体现三三.移动通信技术正在不断朝有利于移动通信技术正在不断朝有利于 化化合物半导体产品的方向发展合物半导体产品的方向发展 目前，二代半技术成为移动通信技术目前，二代半技术成为移动通信技术的主流，同时正在逐渐向第三代（的主流，同时正在逐渐向第三代（3G）过渡过渡.第29页，共34页。二代半二代半3G由于二代半技术对功放的效

11、率和散热有更由于二代半技术对功放的效率和散热有更高的要求，而高的要求，而3G技术要求更高的工作频技术要求更高的工作频率，更宽的带宽和高线性，这对率，更宽的带宽和高线性，这对砷化镓砷化镓技术的发展技术的发展是有利的。是有利的。第30页，共34页。当前化合物半导体产业发展的主要体现当前化合物半导体产业发展的主要体现四四.军用光电子军用光电子由于半导体激光由于半导体激光结构简单，易于调结构简单，易于调制制等优点，广泛应用于军事领域。如等优点，广泛应用于军事领域。如激激光测距，激光瞄准告警，激光雷达，激光测距，激光瞄准告警，激光雷达，激光通信光通信等，而在制作光纤传感器，液晶等，而在制作光纤传感器，液晶光阀和激光二极管原子钟等方面也有广光阀和激光二极管原子钟等方面也有广泛的军事应用前景。泛的军事应用前景。第31页，共34页。最后最后从产业发展前景和趋势来看，由于从产业发展前景和趋势来看，由于环保节能减排受到重视，使得半导体材环保节能减排受到重视，使得半导体材料的应用会日益广泛，而基于半导体材料的应用会日益广泛，而基于半导体材料的优点，它的发展前景，也是令人鼓料的优点，它的发展前景，也是令人鼓舞的。舞的。第32页，共34页。第33页，共34页。演讲完毕，谢谢观看！第34页，共34页。