電子信息新型材料概述——材料與人類文明課程論文摘要：本文概述了國內外電子信息材料的發展現狀,包括微電子，光電子和其他新型的電子元件。并從集成電路和半導體材料、光電子材料、新型電子元器件材料三個方面介紹了環保經濟的新型電子信息材料的研究現狀與發展前景，并展望其發展趨勢。關鍵詞：半導體材料光電子材料一、引言全球半導體產業的興起使得90%以上的集成電路生產廠商重獲新生，并且多晶硅和單晶硅的生產量也有了很大的提升。作為/C和高頻微波M/MC的主要材料，外延片的需求量也出現了激增。另外，液晶材料、纖維材料，激光，非線性材料的大量涌現促進了電子元件和電子通信技術的發展，同時，新的電子元件也需要同時推動了綠色、無毒、壞境友好型的材料的發展，例如陶瓷材料、印刷電路板的基底材料、磁性材料等等。歷史證明，電子信息材料是信息產業的基礎和推動力。在未來幾年內，微電子和光電子、固體材料、微觀結構材料、有機或無機材料甚至納米材料，這些領域的交叉與融合將會成為發展的主流。最近幾年中，中國的電子信息材料產業發展得異常迅速。在二十年的構建與發展中，中國的信息材料產業已經形成了獨特的產業系統。隨著該產業競爭愈發激烈，大企業之間的資本運營也越來越頻繁，并且這些企業更加注重產業市場研究。正因如此，眾多出色的電子材料相關企業才出現了迅猛的發展，并且成為龍頭產業。二、集成電路和半導體材料電子信息材料在低碳經濟中的發展應用成了近幾年的研究熱點。如今，燃料電池、變頻空調節能冰箱和液晶顯示器的產品都具有廣闊的市場與發展前景。電子信息材料如果能環保材料相結合，必然能受到大眾青睞。電子信息材料的主導發展方向仍然以半導體材料、光電子材料為主，以這些材料為基礎，誕生了許多新型節能元器件，如果將這些成果應用到電子裝備中，將具有廣泛的前景。如今，這些新型元器件都向著大尺寸、智能化、多功能化、高集成化、節能壞保等方向發展。例如在集成電路和半導體材料中，多晶硅就得到了廣泛的應用，多晶硅多用于硅拋光片的制造和高純硅制品中，是信丿J、產業的原材料。如今生產多晶硅多采用改良的西門子法，是通過合成、分離、精鐳、提純、還原反應得到高純多晶硅。該方法在生產過程中可以有效地回收利用還原尾氣，降低原材料的消耗。另外，多晶硅的生產系統是一個閉路循環系統，生產過程中，各種生產物料都可以循環利用，減少了廢料的排放，有效地控制了污染，還原爐的合理設計還可以有效降低生產過程中消耗的電能。這種生產方法質量高，成本低，采用綜合利用技術，節能無污染，具有很強的競爭優勢。另外，SiGe-HBT材料和器件的研究也是半導體材料的研究熱點。SiGe-HB71是一種異質結雙極性晶體管，這種異質結結構的特性可以通過提高載流子的遷移率、飽和速度、氣濃度等來降低功耗。由于SiGe-HBT擊穿電壓較低，更適合高頻小功率的應用壞境，在這種環境下，可以在較低的電壓下獲得較大的驅動電流，因此可以降低功耗。ZBM公司曾經研制了一種寬帶低噪聲SiGe—HBT,該產品具有很低的噪聲系數和工作電壓，因此可以同時降低功耗與成本。隨著這種外延技術的發展，該產品已經廣泛地應用到無線通信、光纖通信等數字、模擬電路中，甚至包括微波通信，超高速電路等領域。三、光電子材料液晶材料是電子工業中常用的顯示材料，已經被廣泛地應用到高新技術領域。液晶材料具有光線扭曲向列型的特性，該特性確保了可以通過電路的斷續改變液晶的排列，從而使得光線根據電流發生通斷。與其他顯示材料與器件相比，液晶耗能更低，準確性更高，色調、靈敏度、安全性等皆為上乘。液晶是一種非線性光學材料，并且為軟凝聚態物質，因此具有光折變效應，這一特性可以應用于智能玻璃、投影顯示、全系光學中。或者也可以利用光的干涉，使液晶材料的折射率發生有規律的變化，從而產生周期性的折射率光柵，這一特性則可以應用到光學濾波等相關領域。電子封裝材料實現了高性能與無毒、綠色、環境友好相結合的特點，綠色電子封裝材料要求不得使用含有鉛或含鹵素的材料，并減少有害揮發溶出物在板內殘留。這種新型優質綠色封裝材料的研發，積極優化的質量和工藝，對營造一個健康、綠色的電子封裝工業有重要意義。覆銅板材料過去廣泛地應用在開發印刷電路中，而近日，環保型覆銅板材料也得到了很人的發展，這種新型材料是通過各種阻燃元素的合理配置，利用協同效應實現阻燃效果。環保型覆銅板基體屮移除了鹵素和銳素，其氯、漠含量要比傳統覆銅板低很多。在光電子領域，SiGe扮演著一個非常重要的角色，Si基光電集成成本低，具有半導體中通常出現的聲子復型譜線和非聲子線。這一特點可以促使為SiGe合金應用在光電子領域。SiGe合金在常壓下為立方晶系金剛石結構。它有許多獨特的物理性質和應用價值，在微電子、光電子器件的設計上，人們從傳統的雜質工程轉向新型的能帶工程。隨著Ge的摻入，能帶可調性在光電池、光探測器等領域展現出其優勢。通過將SiGe作為襯底，InGaP實現了在Si基上的集成為硅基光電子集成電路的發展提供了途徑。SiGe合金晶體在太陽光譜低頻波長區的敏感度高，禁帶寬度隨組分不同可調，所以在光電轉換、熱電轉換紅外器件等領域具有極優良的特點。這些性質使其可以進行蟲響應特性和載流子較大的數值模擬器件的制備，又可將波長擴展到光通訊的兩個主要波段波長可在一定范圍內之間調制，這對光通訊領域實用意義極大。四、展望目前中國已經成為中小尺寸單晶硅最大的生產國，從事電子信息材料的企業已近千家。電子信息材料和相關產品支撐著通信、計算機、網絡技術等現代信息產業的發展，廣泛應用于智能電網、物聯網、半導體照明等領域，這些領域將給電子信息材料產業提供巨大的市場空間。然而，中國的電子信息材料產業仍然需要改變其世界制造工廠的身份。中國電子材料行業的確取得了很大進展，但材料制造業基礎薄弱，具有自主知識產權的創新產品較少，獨創技術匱乏，無法適應國民經濟和信息產業發展的需要。在今后大發展里，國內電子信息材料行業應該肩負起替代進口產品，實現高端電子材料國產化的重任。參考文獻袁桐.(2004).電子信息材料發展現狀及展墾?中國創業投資與髙科技弋、弋仝A.楊遇春.(1996).半導體技術的新領域——摻稀土元素半導體材料.半導體技術、(6),20-22.⑶李曉延.(2013).第三代半導體材料雙雄并立，難分高下.今夕笛子，⑴，23-23.[4]梁秀紅，&張穎懷.(2001).一種新型光電子材料—SiGe合金晶體.河北工業大學成人教育學院學報、(001),24-26附錄：課程感想這個學期選擇了理工科的材料與人類文明作為選修課，選修了這樣的課程才知道，原來，我們的生活，都離不開材料。材料的用途廣泛，在我們日常生活中發揮著不可替代的作用。老師通過授課，視頻教學等方式，介紹了很多材料領域前沿的知識。印象比較深刻的是3D打印技術，在其他的課程學習中，曾經對這一技術略知一二，但也只知道這是一種快速成型技術。但老師介紹的器官打印，則是醫學界與機械技術的融合，非常新奇。這門課讓我增長了知識，開