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半导体材料那些事

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 好像***最近去英国还专程看了华为英国公司的石墨烯研究，搞得国内好多石墨烯材料的股票大涨，连石墨烯内裤都跟着炒作起来了~~小编也顺应潮流聊聊半导体材料那些事吧。 0
2019-7-29 06:40:11　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × 化二为一该类别下有 12 个回答。邀请回答 dymanic 该类别下有 8 个回答。邀请回答 kingnet_520888 该类别下有 7 个回答。邀请回答 cyhe 该类别下有 7 个回答。邀请回答 kong19 该类别下有 7 个回答。邀请回答 60user150 该类别下有 7 个回答。邀请回答 vuwuerwxs 该类别下有 7 个回答。邀请回答 cswerwr 该类别下有 7 个回答。邀请回答 guokuikang 该类别下有 6 个回答。邀请回答 selina1023 该类别下有 6 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 6 个回答。邀请回答 nvywerwer 该类别下有 6 个回答。邀请回答 yfdsfqdqd 该类别下有 6 个回答。邀请回答 Dimple 该类别下有 6 个回答。邀请回答 vfdfvvdw 该类别下有 6 个回答。邀请回答 maobs20 该类别下有 6 个回答。邀请回答 DDT6 该类别下有 6 个回答。邀请回答阿南科院该类别下有 6 个回答。邀请回答 h1654155957.9611 该类别下有 6 个回答。邀请回答燕子湖畔该类别下有 6 个回答。邀请回答举报李皓圳相关推荐 • 半导体材料有什么种类？ 10545 • GaN基微波半导体器件材料的特性 2912 • 适合用于射频、微波等高频威廉希尔官方网站的半导体材料及工艺情况介绍 5535 • 半导体常见的产品分类有哪些 43416 • 半导体制冷片的工作原理是什么？ 19190 • 半导体制冷有什么优缺点？ 7409 • 关于半导体设备 623 • 什么是基于SiC和GaN的功率半导体器件？ 9500 • 半导体电阻率测试方案解析 2636 • 半导体芯片内部结构是由哪些部分组成的 8090 3个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 十年前，我刚毕业进入方正，当年我们的定位是SiGe，工号100以内的人曾经的邮箱后缀都是@sige.cn，好高大上，虽然后来还是顺应潮流走了Si工艺(现在已是6寸的佼佼者)。实际上SiGe只是实验室里的花瓶，虽然不如他但是却很成熟的有GaAs，比它牛的材料有SiC，所以注定了SiGe不会商业化，我在学校的时候也只是看到24研究所有研究过。好吧，再回来聊我们的半导体材料，世界上最早的半导体材料是Ge，后来才是Si，主要是便宜因为原材料是沙子取之不竭用之不尽，所以硅/Si一直统治了半导体领域大半个世纪。但是随着摩尔定律的驱策，我们已经走到了原子级导致了很多击穿以及漏电等技术难题，所以到了10nm以下将迎来Si时代的终结，至于是不是IBM研发的石墨烯7nm晶体管我们还是期待吧，说不定我们tsmc能够延续Si-7nm呢。在讲新材料之前我们还是把理论铺垫一下，不然后面讲解就纯属无稽之谈了。半导体材料的选择无非就是两个因素：一是载流子迁移率μ(Carrier Mobility)，二是禁带宽度Eg (***称“带隙”, Forbidden band)。而迁移率与电场、载流子质量、材料晶格密度(碰撞散射)相关，这个没什么理论，但是禁带宽度就要好好讲讲了，教科书里的理论是价带低与导带顶之间就是禁带，而禁带宽度越小则电子容易从价带跃迁到导带形成自由电子-空穴对(Electron-Hole pair)参与导电，当然这也就是我们讲的雪崩击穿或漏电的产生机理。讲完了理论，我们自然就可以得出选择半导体材料的guideline是：对于Logic制程(CPU)来讲，我们要的是速度需要选择高的载流子迁移率的材料。但是对于功率器件或者低功耗来讲，我们选择的是击穿电压高以及低漏电的高禁带宽度(Eg)的材料。下面就这两方面分别来做学习：

2019-7-29 14:50:04 评论举报康选谦

答案对人有帮助，有参考价值 0 1、Logic制程的材料选择：我们摩尔定律一直驱策的CPU以及AP处理器都是Logic制程(至少40nm以下还没有出现过HV、BCD、eFlash等产品)，它的要求是小而美且速度快。根据我们上面提到的guideline，所以如果Si走到了尽头，我们的选择一定是高迁移率的第四主族元素(C, Si, Ge)，只能是碳了。而碳里面迁移率最高的一定就是石墨了，还记得小时候我们拆解手电筒一号电池拿里面的柱状电极写字不？O(∩_∩)O哈哈~那个就是石墨，之所以用它就是因为它导电性好。但是石墨本身是个层状晶体结构，但层与层之间没有键合而很容易滑动(润滑剂)，因为半导体材料必须是单晶结构，所以只能使用单层的石墨，也就是我们的石墨烯(Graphene)。拜读了《华为为何投资石墨烯》一文，石墨烯有很好的导热、导电、透光特性(98%透光率)，以及高强度、超轻薄、超大表面积(六面体)、柔韧性好等集众多优点与一身的宝贵材料，高级！仅透光性好我觉得就可以替代TFT-LCD屏的ITO透光导电膜，以及结合柔韧性好可以制造弯曲屏幕代替OLED，再夸张点用石墨烯做的MOS是不是可以做透明手机了。。。扯远了回顾我们硅时代的CPU主频极限是3G~4G (实际2~3G)，因为你过高的频率会使得温度升高而烧毁，所以即使在液氮下也只能达到8.4G的频率。但是石墨烯的载流子迁移率是Si的10倍，并且导热性好，理想主频可以达到300G，当然那只是理论，IBM的中国***工程师Lin Yu-ming在2011年的Science上发表的首次做到了全晶圆尺寸石墨烯的集成威廉希尔官方网站的主频也只有155G，当然这已经足以甩开硅基CPU几个世纪了。虽然现在7nm的晶体管已经搞出来了，但是我个人觉得如果要遵循摩尔定律它就不可能在2~3年量产，因为目前为止还有很多技术难题。石墨烯虽然导电超好，知道它为什么好吗？根据前面讲的能带理论，只有进入到导带的电子才参与导电，而金属为什么导电性好就是因为它价带和导带在一起，而石墨烯本身也是类似金属的无带隙(没有禁带)的材料，对于半导体来讲这可是致命的，半导体器件讲究的是个逻辑，即所谓的“0”和“1”，需要靠控制禁带宽度的跃迁来实现的，你如果没有禁带还怎么玩？所以我们必须人工植入一个带隙——但是简单植入又会使石墨烯丧失它的独特属性，从而破坏二维晶体周期性结构来实现能带结构的调制，可是破坏晶体周期性会影响材料迁移率，从而降低频率。所以这就是技术挑战。当然我认为华为投资跟IBM的方向是不一样的，毕竟它不搞半导体制造，所以它应该看中的是电池以及其他应用吧。半导体石墨烯的前途是光明的、道路是曲折的！

2019-7-29 14:50:16 评论举报张强