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                【半導體/IC】發展第三代半導體,別讓基礎◎研究成“絆腳石”

                * 來源: * 作者: admin * 發表時間: 2019/04/02 11:48:55 * 瀏覽: 71

                “寬禁帶半 水元波臉色不變導體就像一個小孩,還沒長好就被拉到市場上去應用。”中科斷人魂竟然在這時候突然大笑了起來院院士、中科院半導體所研究員夏建白打的比方引起〗不少與會專家的共鳴。

                夏建白所說的寬禁帶半導體又被稱為第三代半導體,氮化鎵、碳化矽、氧化鋅、金剛石等材料是其主要代表。

                如果說◤以矽為代表的第一代半導體是集成電路的基石,第二代半導體如砷化鎵促成了信息高速公路的崛起的話頓時苦笑,那麽第三代半導體材料技術正在成為搶占下一代信息技術、節能減排及國防安全制高點的◣最佳途徑之一,是戰略性新興產業的鱗甲重要組成內容。

                現在⊙的問題是,快速發展的第三代半導體相關產業,特別是深紫外發光和激光領域被基礎研究絆那可是他住了腳。

                上帝的禮物還是難題?

                如果你依然對第←三代半導體材料感到陌生,可以擡頭看看家中無處不在的LED(發光二〇極管)燈。

                氮化鎵基藍光LED的發明使高效白光LED照明得以實現,引起了→人類照明光源的又一次革命。日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日○裔科學家中村修二也因該工作獲¤得了2014年諾貝爾物理學獎。

                北京@大學物理學院教授沈波說,氮化鎵基藍光LED的發明〖就像“上帝的禮物”降臨人間,然而隨著相關應用快速♀推向市場,人們逐漸發現,這※個禮物裏藏著很多難題。

                難題何來?

                夏建白告訴記時間不久了者,第一代半導體◥矽經過幾十年的發展,產業發展和基礎研究♀齊頭並進,基礎紮實。相比之下,日本人開始研究第三代半導體時,很☆多人認為氮化鎵材料的缺陷太多,難以做成高效光電器件。沒想到日∮本竟然把藍光LED做出來了,緊跟著就是市場的快速爆發。

                “市場發展非①常快,基礎研究難道這鷹族全都是青風鷹卻跟不上了。”夏建白說,這是目前第三代半導體發展面臨的㊣困境。

                中科院長春光學精密機械與物理研究所研究員∮劉可為把氮化鎵基藍光LED的發明比作做蛋糕。蛋糕做♂出來了,它的美味得到市場認可№,但其中很多原理卻不太清楚,因此當市場需要更美味的蛋糕時,遇到了麻煩。

                市場倒逼基礎⊙研究加速

                氮化鎵基藍光LED僅僅是一個開↑端,第三代半導體的確有潛力做出更大、更美味的蛋糕。

                “第三代半導體材料除具有優異的光電特性外,還具有擊穿』電場高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力々強、介電常@ 數低等優越性能。”中科院長春光學精密機械與物理研究所研究員申◤德振介紹,因此它們在短波發光、激光、探測等光電子器件和高溫、高壓、高頻大功率的電子電力器件領域有廣闊〓應用前景。

                其用武之地不勝枚舉:在節能□電力電子領域,有半導體照明那可是有喪命、智能電網、高速列車≡等;在信息工程領域,有可①見光通訊、海量□ 光存儲、高速計算等;在國防建▲設領域,有紫外探測器、微波器件◣等。

                以發光和激光聲音之中好像還帶了一絲痛苦領域為例,申德振▂介紹,第三代半導體在高性能的紫外、深紫外發光和激↓光在生化探測、殺菌消毒、精密光刻、高精密激光加工等領域有重大應用價值。

                “但在藍光之後,想將第々三代半導體往波長更短的紫外、深紫外發光和激光方向應用時,卻發現還有很多重大的科學問題尚待解決。”劉可為說,這些重大的科學問題包括第三代半導體的P型摻雜、第三ξ 代半導體的點缺陷問題以及大尺寸、高精度的襯底制備技術等。

                可以說,市場⌒ 應用在倒逼基礎研究加快進度。

                劉可為告訴記者,僅就藍光LED而言,目前國內產業規模巨大,核心專利和技術集中在日本和美國。但整體而◇言,國內外對第三代半導體的基礎研究都相對薄弱。

                “我國應加大在第三代半導體 噗紫外、深紫外發光和激光等領域的投入,解決該領域的核心科學和ㄨ技術難題,爭取擁有更多具有自主知識產權的核心技術。”申德振說。