为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光电信息材料ppt料，开拓硅基材料，如SiGe/Si的量子化材料很有前途液晶显示技术：有源矩阵型、双端装置型电子信息材料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人类进入了Tb即1012bits）超高速信息流高频响应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=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：光刻线愈来愈小电子在小于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目前光学器件都是立足于III-V通讯技术的重大进步：光纤通讯代替电缆和微波通讯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，可使光纤的散射损耗更低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，并能应用于不同的通信窗口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阴极射线管平板显示技术薄膜晶体管场致发射显示：只能用于较小的显示器等离子体显示探测器与传感器材料用超晶格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。激光材料GaN是能够获得最短波长的半导体激光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)O31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集成电路对硅材料的主要要求及发展趋势：晶片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。CMOS它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，电子直接隧穿将变得十分显著。这使得栅对沟道的控制减弱和器件的功耗增加，成为限制器件尺寸缩小的重要因素之一。克服这一限制的有效方法：采用具有高介电常数的新型绝缘介质材料替代SiO2和SiNxOy。采用多层介质膜结构改变衬底性能栅电极材料串联电阻低和寄生效应小是MOSFET对栅电极材料的基本要求。金属铝多晶硅难容金属硅化物多晶硅的人们提出了栅工程和沟道零掺杂的概念存储电容材料存储电容是数字电路中的动态随机存储器和模拟电路中的重要部件。主要需满足：集成度、存储容量高、存取速度快、能随机存取非挥发性新型氧化物铁电材料：高介电常数作为DRAM的存储电容绝缘介质层材料电极化强度随电压变化的电滞效应制备铁电随机存储器高介电常数的DRAM影响高介电常数铁电材料在DRAM中应用的主要因素：较大的漏电流较高的体和界面缺陷较低的介电击穿强度与硅工艺的兼容性非挥发性铁电存储器NVFRAM利用铁电材料具有自发极化以及自发极化在电场作用下反转的特性存储信息。当前NVFRAM研究的主要方向：影响铁电材料抗疲劳性能和自发极化强度因素改进制备工艺开发新的铁电材料铁电材料物理主要研究方向：电极化的极限开关速度铁电材料层能保持稳定的铁电性能的最小厚度开关参数局域互连材料局域互连多晶硅线条的纵向和横向尺寸都越来越小。由于多晶硅的电阻率较高，接触和局域互连成了影响集成电路速度的重要因素之一。作为栅和局域互连材料必须具有可以实现自对准、热稳定性好，与氧化硅的界面特性好、与MOS工艺兼容等特点。SALICIDE的桥接问题发展方向将以CoSi2或TiSi2/CoSi2复合结构的栅和局域互连材料为主。互连材料互连材料包括金属导电材料和相配套的绝缘介质材料。连线层数和互连线长度的迅速增加以及互连线宽度的减小，将引起连线电阻增加，使电路的互连时间延迟、信号衰减及串扰增加。互连线宽的减小还会导致电流密度增加，引起电迁移和应力迁移效应的加剧，从而严重影响电路的可靠性。减小互联延迟的主要途径：优化互连布线系统设置采用新的互连材料为了减少寄生连线的电容和串扰，需要采用较SiO2介电常数更低的绝缘介质材料改进电路系统的互连特性。当器件特征尺寸缩小到深亚微米以下时，铝金属的互连可靠性成为主要问题。Cu互连性能在延迟性和可靠性方面都优于Al。Cu的缺点：Cu污染问题Cu淀积到硅片后便会形成高阻的铜硅化物，而Cu和SiO2的粘附性较差。Cu的布线问题钝化层材料钝化就是通过在不影响已经完成的集成电路的性能前提下，在芯片表面覆盖一层绝缘介质薄膜，以尽可能少地减少外界环境对电路的影响，使电路封装后可以长期稳定可靠的工作。钝化方法分类：收集型钝化发通过化学键结合淀积阻挡层方法淀积适当的薄膜加工工艺应变量子阱结构：发展趋势：结构更新、波段拓展态密度和量子限制效应光跃迁：半导体导带和价带的电子-空穴对的产生和复合过程，以光子的形式吸收或者释放能量。一般同时涉及电子和空穴两种载流子光吸收过程主要是从有大量电子布据的价带到几乎长波长InP基激光器材料980nmInGaAs/GaAs应变量子阱激光器材料GaInAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器材料InGaAs/InGaAsP应变量子阱激光器材料中远红外量子级联激光器材料基于斜角跃迁的量子级联激光器基于垂直跃迁的量子级联激光器化学机械抛光技术是一种新型的平坦化工艺技术。CMP进行平坦化的基本工作原理是在CMP设备磨盘中，辅以各种成分的磨料，对需要进行平坦化的材料层进行磨抛，从而实现芯片表面平坦化的目的。磨抛过程：在磨盘和磨料的作用下，材料表面薄层被部分软化，随后在磨料中硬度高的细微颗粒摩擦剂的作用下被磨掉。2半导体光电材料半导体光电材料的发展半导体光电材料是指具有光电功能的半导体材料。半导体激光：在半导体pn结材料上，通过电注入pn结的两种载流子的复合产生受激辐射。实现激射，且激射波长是由半导体材料的带隙决定，并只有直接带隙半导体材料才能实现激射。半导体激光材料：三维同质结构材料异质结构材料量子阱结构材料应变量子阱结构材料半导体探测器材料：光电导型和光伏型半导体激光器材料同质结构材料：第一只半导体激光器异质结构材料：量子阱结构：为空的导带之间产生的。公式：I=Iz0exp-吸收系数与光子能量的关系由于杂质所引起的能带填充效应，使得实际吸收边变软。由于量子结构的限制效应，使得量子阱和空穴形成的一系列分裂的子能带，因此，吸收系数谱成阶跃性。粒子数分布反转条件：当吸收系数(?)EcEv?产生受激辐射*入射光子激发电子从导带到价带跃迁，并伴随发射一个与入射光子具有相同能量、相位以及传播方向的光子形成粒子数反转的条件：大量的注入载流子不限制载流子和光波，会导致极高的阈值电流密度和很差的输出光波模式。限制载流子和光波可采用异质结构实现。是第一个完成上述两种限制的结构）激光阈值条件：半导体要获得激光输出，辐射必须是相干的，并且增益至少不小于损耗。对半导体激光器的主要要求：低的工作电流、高的输出功率、高电光转换效率和较佳的温度特性。紫外至可见光量子阱激光器材料GaN基激光器材料AlGaInP红光激光器材料红外波段量子阱激光器材料短波长AlGaAs/GaAs激光器材料室温工作的量子级联激光器单纵模量子级联激光器量子线、量子点激光器材料一维限制量子阱结构实现了对载流子在一维方向上的限制，从而改变了半导体材料的能带结构及态密度分布。相比异质结激光器，量子阱结构激光器性能得到了很大的提高，阶跃性质的态密度使得载流子的能量分布变窄，从而导致较窄的荧光谱线和较高的微分增益。二维限制量子线结构(QWR)三维限制量子点结构刻蚀再生长自组织生长量子点非平面衬底上生长半导体光电探测器基础光电探测器将光信号转换成电信号的器件半导体光电探测器分类：光电导型、光伏型电导型光电探测器半导体材料在光的作用下产生光生载流子，从而使材料的电导率发生变化并形成光电导。利用光电导可构成光电导型光电探测器。本征型光电导如果光子的能量大于此种材料的禁带宽度，能将价带中的电子激发到导带上去，产生电子-空穴对，即产生带间吸收形成光电导。非本征光电导如果光子的能量小于此种材料的禁带宽度，可能将束缚在杂质能级上的载流子激发到导带或价带上去，产生光电导。常规光电探测器本征光电导型中远红外光电探测器非本征光电导型光伏型光电探测器光伏型光电探测器是利用半导体pn结或肖特基结在光的作用下产生光电压进行光电探测的器件。光伏型光电探测器主要优点：无需偏执电压直接进行光电能量转换雪崩型的光电探测器也是光伏型的光电探测器，具有