电子信息材料ppt版

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1、电子信息材料PPT版0电子信息材料-绪论21世纪是信息时代●21世纪将全面进入信息时代 ●当前信息的发展以多媒体和数字化为主要特征 ●人类进入了3T时代 →处理、传输、存储超高容量信息（Tb即1012bits） →超高速信息流（Tb/s） →高频响应（THz） 信息技术的发展趋势●信息技术的几个主要方面： 获取、传输、存储、显示、处理 ●信息技术是依靠电子学和微电子学技术发展 ●信息技术=电子信息技术 ●信息的载体：电子→光电子→光子 20世纪→21世纪 →最重要的信息材料：微电子材料 →发展最快的信息材料：光

2、电子材料 →最有前途的信息材料：光子材料信息技术发展的几个主要方面及相关材料●信息材料是信息技术发展的基础和先导 ●以大规模继承电路为基础的电子计算机技术仍是信息处理的而主要技术。DRAM发展趋势：光刻线愈来愈小（纳米级） ●电子在小于0.1um（纳米范畴）的器件内部的输运和散射会呈现量子化特性，设计器件时要运用量子力学理论。 ●固态纳米器件分类：量子点器件、共振隧穿器件、库伦阻塞效应单电子器件 ●开关、存储器、光电转换元件一般用波导连成回路 ●目前光学器件都是立足于III-V族半导体化合物材料，开拓硅基材料，

3、如SiGe/Si的量子化材料很有前途 ●通讯技术的重大进步：光纤通讯代替电缆和微波通讯（以光子作为信息的载体） ●光纤通讯特点：高容量、无中继传输 ●关键技术：光学放大器、波分复用技术 ●第五代光纤通讯方式：→以相位调制方式和查分检测方式的相干光光纤通信 →理想的光纤内，“孤立子”可以无限传播 →光通信窗口波长移向更长波段（2um-5um），可使光纤的散射损耗更低 →相干光通信、孤立子光通信和超长波长红外光通信是可预见的第五代光通信 ●发展新材料始终是光通信中的核心问题 ●光纤放大器的材料要满足高的宽频带增益，

4、并能应用于不同的通信窗口（1.3um-1.55um） ●提高磁存储密度主要依赖于改进磁介质材料 ●写入头要求更高的磁矩，读出头要求更高的磁电阻 ●光存储技术特点： →存储寿命长 →能非接触式读、写和擦 →信息的信噪比（CNR）高 →信息位的价格低 ●短波长记录的高密度光盘存储介质分类： →磁光存储介质 →相变型存储介质 →波长吸收范围更短的有机存储介质 ●光存储主要发展方向： →利用近场光学扫描显微镜进行高密度信息存储 →运用角度多功、波长多功、空间多功与移动多功等的全信息存储 →发展三维存储技术 信息显示技术

5、●阴极射线管（CRT） ●平板显示技术 ●液晶显示技术：有源矩阵型（AML）、双端装置型（TTD） 薄膜晶体管（TFT） ●场致发射显示（FED）：只能用于较小的显示器 ●等离子体显示（PDP）探测器与传感器材料●按光电转换方式光电探测器可分为光电导型、光生伏打型（势垒型）和热电偶型。 ●光电探测器最大的进展： →用超晶格（量子阱）结构提高了量子效率、响应时间和集成度。 →制成探测器阵列，可以用作成像探测 ●传感器材料主要分两类：半导体传感器材料和光纤传感器材料。 激光材料●GaN是能够获得最短波长的半导体激光

6、器 ●通过量子阱中的量子级联而发展的中红外半导体激光器 光功能材料●主要是无机非线性光学晶体：KTP、BBO、LBO、LiNbO3、K(Ta，Nb)O3 ●三次非线性光学材料：声光玻璃和磁光玻璃 1微电子芯片技术发展对材料的需求概述●21世纪的微电子技术将从目前的3G逐步发展到3T ●微电子技术的进展有赖于材料科学和技术的巨大贡献： →集成电路本身是制造在各相关体或薄膜材料之上 →制造过程中也涉及到一系列材料问题 衬底材料●半导体衬底材料是发展微电子产业的基础 14●集成电路对硅材料的主要要求及发展趋势： →晶

7、片（wafer）直径越来越大 →随着特征尺寸的缩小、集成密度的提高以及芯片面积的增大，对硅材料有了更高的要求 →对硅材料的几何精度特别是平整度的要求越来越高 ●硅片表面颗粒或缺陷分类：外生粒子、晶生粒子 三种SOI材料●SIMOX：适合制作薄膜全耗尽超大规模集成电路 ●BESOI：适合制作薄膜部分耗尽集成电路 ●SmartCutSOI：非常有发展前景的SOI材料 *通过改进晶体质量及优化器件结构和工艺，器件性能会有大幅度提高。 *在Si双极晶体管上通过育入GeSi/Si异质结构可以获得速度性能更好的器件。栅极结

8、构材料●栅极结构材料是CMOS器件中最重要的结构之一，它包括栅绝缘介质层和栅电极两部分。 栅绝缘介质●MOSFET的栅绝缘介质层具有缺陷少、漏电电流小、抗击穿强度高、稳定性好、与Si有良好的界面特性和界面态密度低等特点。 ●MOSFET器件特征尺寸进入到深亚微米尺度后，为了克服短沟效应影响，并适合低压、低功耗电路工作的需要，通常要采用双掺杂栅结构。 ●随着器件尺寸进一步缩小，电子直接隧