第28卷第1期 2009年1月
中国材料进展 MATERIALSCHINA
Vol.28No.1 Jan.2009
半导体信息功能材料与器件的研究新进展
王占国
（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，避而回顾了近年来率导体光电信息功能材料，包括半导体微电子、光电子材料，宽带欧率导体材料，白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。
关键调：半导体微电子；光电子材料；宽带酶半导体材料；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：16743962(2009)01002605
RecentProgress of Semiconductor Information
FunctionalMaterials
WANG Zhanguo
(Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China)
Abstract: The extreme importance of semiconductor materials and devices as a foundation of the modem informational society is briefly introduced first in this paper. Then the recent progress of semiconductor microelectronic and optoelectron-ie materials including silicon, GaAs and InP crystals and its microstructures, wide band gap semiconductors materials, spintronic materials and organic semiconductor optoelectronic materials as well for national inside and outside are reviewed respectively. Finally developmental trend of semiconductor information funetional materials are summarized.
KeywOrds : semiconductor mieroelectronic materials; optoelectronic materials; wide band gap materials; spintronic
materials; organic semiconductor optoelectronic materials
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、硅单品材料和硅集成电路（ICs）的研制成功，导致了电子工业大革命；光导纤维材料和以神化像为基础的半导体激光器的发明，超晶格、量子研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。
半导体信息功能材料与器件研究现状[1-4] 半导体硅材料与集成电路
1.1
硅是当前微电子技术的基础材料，预计到本世纪中收稿日期：200812-18
基金项目：国家重点基础研究发展规划资助（2006CB6049-04）作者禽介：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间题，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，品体管物理栅长将是9nm；到2022 年，那时的晶体管物理栅长将是4.5nm。这时硅CMOS 技术将接近或达到它的“极限，障尔定律将受到物理（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