精品文檔-下載后可編輯加速發(fā)展我國化合物半導(dǎo)體技術(shù)-新品速遞近年來，移動電話、因特網(wǎng)、電子郵件、LAN（LocalAreaNetwork，局域網(wǎng)）等爆炸性的普及，使人們深切地感受到21世紀(jì)多媒體信息社會的序幕已經(jīng)拉開。多媒體信息社會已靠近我們身邊。應(yīng)用于移動通信、通信衛(wèi)星、放送衛(wèi)星等通信系統(tǒng)對準(zhǔn)微波、微波的需求在不斷地擴大，而傳送的大容量化、超高速化以及汽車自動防撞雷達(dá)等新的需求，使毫米波的技術(shù)開發(fā)也非常盛行。這些技術(shù)進(jìn)步的就是飛躍發(fā)展的化合物半導(dǎo)體技術(shù)與硅（Si）技術(shù)的結(jié)合，當(dāng)頻率大于10GHz（微波）后，只有化合物半導(dǎo)體器件才可以勝任?；衔锇雽?dǎo)體器件按結(jié)構(gòu)和用途可以簡單地分為：超高速電子器件、光電器件、量子器件?；衔锇雽?dǎo)體器件中有代表性、能完美地顯示異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)特點的超高速器件是高電子遷移率晶體管HEMT（HighElectronMobility/Transistor）和異質(zhì)結(jié)雙極晶體管HBT（HeterojunctionBipolarTransistor）。HEMT不僅可獲得超高頻、超高速，還具有低的高頻噪聲。HEMT是平面結(jié)構(gòu)，而HBT是非平面結(jié)構(gòu)，工藝上比HEMT難度大。國內(nèi)化合物半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展尚需努力我國的Si器件、IC等以及用它們制作的整機，早已形成規(guī)模并已打入國際市場，無論是理論研究還是技術(shù)水平，不久就可以同世界發(fā)達(dá)國家如美、日相接軌。但化合物半導(dǎo)體技術(shù)的情況就顯得有些單薄了。不過，我國已經(jīng)形成了一支化合物半導(dǎo)體技術(shù)的隊伍，培養(yǎng)了一些這方面的。中科院半導(dǎo)體所、物理所，中科院上海冶金研究所等已能生長3英寸、性能良好的GaAs基片，2英寸InP基片的生長技術(shù)也日趨成熟，現(xiàn)在正在生長3英寸片。另外，中科院半導(dǎo)體所已生長出性能良好的GeSi基片、SiC基片、GaN基片，并能滿足國內(nèi)器件研究和小批量生產(chǎn)的需要。在電子器件制作方面，近十幾年來，信息產(chǎn)業(yè)部南京55所、石家莊13所等研究機構(gòu)，都制作出了HEMT等器件。因為HBT工藝復(fù)雜，材料生長也比較麻煩，這方面的研究比HEMT要少一些。在光電器件方面，清華大學(xué)電子工程系集成光電子國家重點實驗室等單位已經(jīng)制作出了各種結(jié)構(gòu)的激光器件和其它化合物光電器件。上述器件中有一些已經(jīng)按照整機廠的要求，小批量投入使用?？梢哉f我國化合物半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展有了長足的進(jìn)步。它的重要性和必然性正被人們逐步認(rèn)識。但是，目前國內(nèi)化合物半導(dǎo)體技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距，其原因可能有以下幾點：一、社會上對化合物半導(dǎo)體技術(shù)的重要性和必然性認(rèn)識不足；二、對化合物技術(shù)發(fā)展的近期、中期、長期規(guī)劃考慮不足；三、從事化合物半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)的單位少，缺少大企業(yè)強有力地介入與支持；四、國家對化合物半導(dǎo)體技術(shù)的投資力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；五、缺乏一流的研究人才；六、缺乏對化合物半導(dǎo)體基礎(chǔ)理論的研究；七、化合物半導(dǎo)體技術(shù)從材料、器件到應(yīng)用，水平都跟不上發(fā)展的需要；八、現(xiàn)有的布局形成不了生產(chǎn)能力，無法進(jìn)入市場。值得借鑒的日本半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展模式相比之下，日本半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展模式應(yīng)有不少值得我們借鑒的地方。日本半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展往往采用以下模式：①制定世界水準(zhǔn)的近期、中期、遠(yuǎn)期規(guī)劃，一般每5年、10年就有一個大的目標(biāo)，如“家庭網(wǎng)絡(luò)”、“第三、四代手機”、“ITS系統(tǒng)”等等；②在總體規(guī)劃制定的同時，也制定相關(guān)的子規(guī)劃。方向性、基礎(chǔ)性的關(guān)鍵器件，提前5—10年做技術(shù)準(zhǔn)備。如從上一世紀(jì)80年代就開始研究HBT、HEMT的相關(guān)技術(shù)，而InP基材料及InP基器件早在上一世紀(jì)90年代就有相當(dāng)數(shù)量的實驗室進(jìn)行這方面的研究。而化合物量子器件的基石——量子阱、量子線、量子點，在上一世紀(jì)的90年代初就投入了大量的人力、物力、財力進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。這樣才能確保整機目標(biāo)按時、按期實現(xiàn)，并為整機很快走向市場打下強有力的基礎(chǔ)。③大學(xué)實驗室和大公司研究機構(gòu)相結(jié)合。④目標(biāo)明確、組織落實、經(jīng)費到位。如單電子器件（SED）就有總目標(biāo)和分課題，并有總負(fù)責(zé)人和分課題帶頭人。各分課題參加的單位和人員具體、到位。各研究階段的時間劃分、任務(wù)要求明確具體，經(jīng)費分配切實到位。⑤嚴(yán)格執(zhí)行分階段考核制度。這是保證規(guī)劃能按時、按預(yù)先要求完成的辦法。一般階段檢查每年兩次，方式有發(fā)表論文、論文講評或交流研究。不論哪一種都與階段要求密切結(jié)合。遇到技術(shù)上的困難或經(jīng)費上的困難，由分課題負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)解決。⑥投資力度向有應(yīng)用業(yè)績的單位傾斜。和國內(nèi)一樣，每到大規(guī)劃制定之前有關(guān)單位就要寫出各種論證，但能否幸運地拿到大課題，既不看“面子”，也不看研究資歷，而是看你在這方面所作的應(yīng)用業(yè)績和論文水平。一旦拿到課題，經(jīng)費就給足給夠。日本半導(dǎo)體發(fā)展中有幾次意義重大的“大戰(zhàn)役”：首先是Si單晶的生長；然后是計算器大戰(zhàn)，戰(zhàn)到世界計算器市場幾乎全被日本所占領(lǐng)；接下來就是微機的邏輯電路和存儲器，使日本成為半導(dǎo)體微觀世界的強國。日本人自己認(rèn)為，日本經(jīng)濟的發(fā)展和國力的強大得力于電子技術(shù)。日本戰(zhàn)后經(jīng)濟的飛速膨脹，一條重要原因就是電子立國。每個國家的發(fā)展模式應(yīng)當(dāng)由各自的國情來決定。但是，外國的好經(jīng)驗、人類共同的智慧結(jié)晶，我們都應(yīng)該接受并結(jié)合本國的國情，變?yōu)樽约旱臇|西，為自己國家的發(fā)展服務(wù)?；衔锇雽?dǎo)體器件朝高頻高速發(fā)展隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的高速發(fā)展，對器件的頻率和速度的要求將會越來越高。顯然，數(shù)十GHz的頻率已不能滿足發(fā)展的需求，數(shù)百GHz、甚至THz和高功率的要求將會越來越迫切。從實用化的觀點來看，搞清通信器件工作不穩(wěn)定、性能時間性的量化原因是非常必要的。今后提高器件的頻率一方面要從尺寸的縮短、尋找新的小尺寸的制作方法入手，如目前美國貝爾實驗室就利用高分子物質(zhì)的特點，不用常規(guī)的昂貴的電子束、離子束來曝光，已經(jīng)可以做出幾nm的構(gòu)造來；另一方面，提高電子遷移率（開發(fā)性能優(yōu)良的新化合物材料）也能達(dá)到這樣的目標(biāo)。人們還渴求著從器件的工作原理出發(fā)，研究出新的工作機理，以在頻率的提高上能有較大的突破。電子器件和量子器件優(yōu)良的電性能和新機能，促進(jìn)了各類整機的發(fā)展；反過來整機性能的新要求和普及，又促進(jìn)了器件的發(fā)展和性能的提高。它們就是這樣的相互推動，將人類帶入更高的文明。新材料