半導體材料研究的新進展

摘要 本文重點對半導體硅材料，GaAs和InP單晶材料，半導體超晶格、量子阱材料，一維量子線、零維量子點半導體微結構材料，寬帶隙半導體材料，光子晶體材料，量子比特構建與材料等目前達到的水平和器件應用概況及其發展趨勢作了概述。最後，提出了發展我國半導體材料的建議。　　關鍵詞 半導體 材料 量子線 量子點 材料 光子晶體　　1半導體材料的戰略地位 上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發明及其硅集成電路的研製成功，導致了電子工業革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術迅速發展並逐步形成了高新技術產業，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研製成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與製造從“雜質工程”發展到“能帶工程”。納米科學技術的發展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和製造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響着世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。　　2幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢 2.1硅材料 從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今後CZ－Si發展的總趨勢。目前直徑爲8英寸（200mm）的Si單晶已實現大規模工業生產，基於直徑爲12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC‘s）技術正處在由實驗室向工業生產轉變中。目前300mm，0.18μm工藝的硅ULSI生產線已經投入生產，300mm，0.13μm工藝生產線也將在2003年完成評估。18英寸重達414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實驗室研製成功，直徑27英寸硅單晶研製也正在積極籌劃中。　　從進一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研製適合於硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會成爲硅材料發展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smart cut）和SIMOX材料等也發展很快。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研製成功，更大尺寸的片材也在開發中。　　理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應對現有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術的限制問題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質的限制。儘管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及採用系統集成芯片技術等來提高ULSI的集成度、運算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類不斷的對更大信息量需求。爲此，人們除尋求基於全新原理的量子計算和DNA生物計算等之外，還把目光放在以GaAs、InP爲基的化合物半導體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導體材料研發的重點。　　2.2 GaAs和InP單晶材料 GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面佔有獨特的優勢。　　目前，世界GaAs單晶的總年產量已超過200噸，其中以低位錯密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長的2－3英寸的導電GaAs襯底材料爲主；近年來，爲滿足高速移動通信的迫切需求，大直徑（4，6和8英寸）的SI－GaAs發展很快。美國莫託羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產線。InP具有比GaAs更優越的高頻性能，發展的速度更快，但研製直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關鍵技術尚未完全突破，價格居高不下。　　GaAs和InP單晶的發展趨勢是： （1）。增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用於生產，預計本世紀初的頭幾年直徑爲6英寸的SI－GaAs也將投入工業應用。 （2）。提高材料的電學和光學微區均勻性。 （3）。降低單晶的缺陷密度，特別是位錯。 （4）。GaAs和InP單晶的VGF生長技術發展很快，很有可能成爲主流技術。　　2.3半導體超晶格、量子阱材料 半導體超薄層微結構材料是基於先進生長技術（MBE，MOCVD）的新一代人工構造材料。它以全新的概念改變着光電子和微電子器件的設計思想，出現了“電學和光學特性可剪裁”爲特徵的新範疇，是新一代固態量子器件的基礎材料。　　（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。 GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和應變補償材料體系已發展得相當成熟，已成功地用來製造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管（HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達fmax=600GHz，輸出功率58mW，功率增益6.4db；雙異質結雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達500GHz，HEMT邏輯電路研製也發展很快。基於上述材料體系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測器，紅、黃、橙光發光二極管和紅光激光器以及大功率半導體量子阱激光器已商品化；表面光發射器件和光雙穩器件等也已達到或接近達到實用化水平。目前，研製高質量的1.5μm分佈反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調製器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅動電路所需的低維結構材料是解決光纖通信瓶頸問題的關鍵，在實驗室西門子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實驗。另外，用於製造準連續兆瓦級大功率激光陣列的高質量量子阱材料也受到人們的重視。　　雖然常規量子阱結構端面發射激光器是目前光電子領域佔統治地位的有源器件，但由於其有源區極薄（～0.01μm）端面光電災變損傷，大電流電熱燒燬和光束質量差一直是此類激光器的性能改善和功率提高的難題。採用多有源區量子級聯耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國早在1999年，就研製成功980nm InGaAs帶間量子級聯激光器，輸出功率達5W以上；2000年初，法國湯姆遜公司又報道了單個激光器準連續輸出功率超過10瓦好結果。最近，我國的科研工作者又提出並開展了多有源區縱向光耦合垂直腔面發射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質量的新型激光器，在未來光通信、光互聯與光電信息處理方面有着良好的應用前景。　　爲克服PN結半導體激光器的能隙對激光器波長範圍的限制，1994年美國貝爾實驗室發明了基於量子阱內子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級聯激光器，突破了半導體能隙對波長的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級聯激光器（QCLs）發明以來，Bell實驗室等的科學家，在過去的7年多的時間裏，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯着的進展。2001年瑞士Neuchatel大學的科學家採用雙聲子共振和三量子阱有源區結構使波長爲9.1μm的QCLs的工作溫度高達312K，連續輸出功率3mW.量子級聯激光器的工作波長已覆蓋近紅外到遠紅外波段（3－87μm），並在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調製器和無線光學連接等方面顯示出重要的應用前景。中科院上海微系統和信息技術研究所於1999年研製成功120K 5μm和250K 8μm的量子級聯激光器；中科院半導體研究所於2000年又研製成功3.7μm室溫準連續應變補償量子級聯激光器，使我國成爲能研製這類高質量激光器材料爲數不多的幾個國家之一。　　目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作爲超薄層微結構材料發展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過渡；生產型的MBE和M0CVD設備已研製成功並投入使用，每臺年生產能力可高達3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英國卡迪夫的MOCVD中心，法國的Picogiga MBE基地，美國的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產型MBE和MOCVD設備的成熟與應用，必然促進襯底材料設備和材料評價技術的發展。　　（2）硅基應變異質結構材料。 硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標。但由於硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發光效率就成爲一個亟待解決的問題。雖經多年研究，但進展緩慢。人們目前正致力於探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結構，Ge／Si量子點和量子點超晶格材料，Si／SiC量子點材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研製出LED發光器件和有關納米硅的受激放大現象的報道，使人們看到了一線希望。　　另一方面，GeSi／Si應變層超晶格材料，因其在新一代移動通信上的重要應用前景，而成爲目前硅基材料研究的主流。Si/GeSi MODFET和MOSFET的最高截止頻率已達200GHz，HBT最高振盪頻率爲160GHz，噪音在10GHz下爲0.9db，其性能可與GaAs器件相媲美。　　儘管GaAs／Si和InP／Si是實現光電子集成理想的材料體系，但由於晶格失配和熱膨脹係數等不同造成的高密度失配位錯而導致器件性能退化和失效，防礙着它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱，他們在12英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協變層（柔性層），成功的生長了器件級的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進展。　　2.4一維量子線、零維量子點半導體微結構材料 基於量子尺寸效應、量子干涉效應，量子隧穿效應和庫侖阻效應以及非線性光學效應等的低維半導體材料是一種人工構造（通過能帶工程實施）的新型半導體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎。它的發展與應用，極有可能觸發新的技術革命。　　目前低維半導體材料生長與製備主要集中在幾個比較成熟的材料體系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，並在納米微電子和光電子研製方面取得了重大進展。俄羅斯約飛技術物理所MBE小組，柏林的俄德聯合研製小組和中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組等研製成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點激光器，工作波長lμm左右，單管室溫連續輸出功率高達3.6～4W.特別應當指出的是我國上述的MBE小組，2001年通過在高功率量子點激光器的有源區材料結構中引入應力緩解層，抑制了缺陷和位錯的產生，提高了量子點激光器的工作壽命，室溫下連續輸出功率爲1W時工作壽命超過5000小時，這是大功率激光器的一個關鍵參數，至今未見國外報道。　　在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研製方面也獲得了重大進展，1994年日本NTT就研製成功溝道長度爲30nm納米單電子晶體管，並在150K觀察到柵控源－漏電流振盪；1997年美國又報道了可在室溫工作的單電子開關器件，1998年Yauo等人採用0.25微米工藝技術實現了128Mb的單電子存貯器原型樣機的製造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應用方面邁出的關鍵一步。目前，基於量子點的自適應網絡計算機，單光子源和應用於量子計算的量子比特的構建等方面的研究也正在進行中。　　與半導體超晶格和量子點結構的生長製備相比，高度有序的半導體量子線的製備技術難度較大。中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組，在繼利用MBE技術和SK生長模式，成功地製備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結構的基礎上，對InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對準（垂直或斜對準）的物理起因和生長控制進行了研究，取得了較大進展。　　王中林教授領導的喬治亞理工大學的材料科學與工程系和化學與生物化學系的研究小組，基於無催化劑、控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發技術，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對稱截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現出高純、結構均勻和單晶體，幾乎無缺陷和位錯；納米線呈矩形截面，典型的寬度爲20－300nm，寬厚比爲5－10，長度可達數毫米。這種半導體氧化物納米帶是一個理想的材料體系，可以用來研究載流子維度受限的輸運現象和基於它的功能器件製造。香港城市大學李述湯教授和瑞典隆德大學固體物理系納米中心的Lars Samuelson教授領導的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導體量子線超晶格結構的生長制各方面也取得了重要進展。　　低維半導體結構製備的方法很多，主要有：微結構材料生長和精細加工工藝相結合的方法，應變自組裝量子線、量子點材料生長技術，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長技術，單原子操縱和加工技術，納米結構的輻照製備技術，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過物理或化學方法制備量子點和量子線的技術等。目前發展的主要趨勢是尋找原子級無損傷加工方法和納米結構的應變自組裝可控生長技術，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無缺陷納米結構。　　2.5寬帶隙半導體材料 寬帶隙半導體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成爲研製高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車、航空、航天、石油開採以及國防等方面有着廣泛的應用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍、綠光發光二極管（LED）和紫、藍、綠光激光器（LD）以及紫外探測器等應用方面也顯示了廣泛的應用前景。隨着1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成爲藍綠光發光材料的研究熱點。目前，GaN基藍綠光發光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率爲0.5W.在微電子器件研製方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達140GHz，fT=67 GHz，跨導爲260ms／mm；HEMT器件也相繼問世，發展很快。此外，256×256 GaN基紫外光電焦平面陣列探測器也已研製成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業有限公司2000年宣稱，他們採用熱力學方法已研製成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動藍光激光器和GaN基電子器件的`發展。另外，近年來具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研製也受到了重視，這是因爲它們在長波長光通信用高T0光源和太陽能電池等方面顯示了重要應用前景。　　以Cree公司爲代表的體SiC單晶的研製已取得突破性進展，2英寸的4H和6H SiC單晶與外延片，以及3英寸的4H SiC單晶己有商品出售；以SiC爲GaN基材料襯低的藍綠光LED業已上市，並參於與以藍寶石爲襯低的GaN基發光器件的竟爭。其他SiC相關高溫器件的研製也取得了長足的進步。目前存在的主要問題是材料中的缺陷密度高，且價格昂貴。　　II－VI族蘭綠光材料研製在徘徊了近30年後，於1990年美國3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點而得到迅速發展。1991年3M公司利用MBE技術率先宣佈了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈衝輸出功率100mW的消息，開始了II－VI族蘭綠光半導體激光（材料）器件研製的高潮。經過多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過1000小時，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發展和應用，使II－VI族蘭綠光材料研製步伐有所變緩。提高有源區材料的完整性，特別是要降低由非化學配比導致的點缺陷密度和進一步降低失配位錯和解決歐姆接觸等問題，仍是該材料體系走向實用化前必須要解決的問題。　　寬帶隙半導體異質結構材料往往也是典型的大失配異質結構材料，所謂大失配異質結構材料是指晶格常數、熱膨脹係數或晶體的對稱性等物理參數有較大差異的材料體系，如GaN／藍寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發界面處大量位錯和缺陷的產生，極大地影響着微結構材料的光電性能及其器件應用。如何避免和消除這一負面影響，是目前材料製備中的一個迫切要解決的關鍵科學問題。這個問題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇餘地，開闢新的應用領域。　　目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍光LED材料和器件已有商品出售外，大多數高溫半導體材料仍處在實驗室研製階段，不少影響這類材料發展的關鍵問題，如GaN襯底，ZnO單晶簿膜製備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長與N型摻雜，II－VI族材料的退化機理等仍是制約這些材料實用化的關鍵問題，國內外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。　　3光子晶體 光子晶體是一種人工微結構材料，介電常數週期的被調製在與工作波長相比擬的尺度，來自結構單元的散射波的多重干涉形成一個光子帶隙，與半導體材料的電子能隙相似，並可用類似於固態晶體中的能帶論來描述三維週期介電結構中光波的傳播，相應光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的週期性被破壞，那麼在禁帶中也會引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望製成非常高Q值的單模微腔，從而爲研製高質量微腔激光器開闢新的途徑。光子晶體的製備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結合脈衝激光蒸發方法，即先用脈衝激光蒸發製備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基於功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用於可光範圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可製作成一個理想的3－5μm和1.5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進展，但三維光子晶體的研究，仍是一個具有挑戰性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來製造三維光子晶體，取得了進展。　　4量子比特構建與材料 隨着微電子技術的發展，計算機芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來越小（nm尺度）並最終將受到器件工作原理和工藝技術限制，而無法滿足人類對更大信息量的需求。爲此，發展基於全新原理和結構的功能強大的計算機是21世紀人類面臨的巨大挑戰之一。1994年Shor基於量子態疊加性提出的量子並行算法並證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。　　所謂量子計算機是應用量子力學原理進行計的裝置，理論上講它比傳統計算機有更快的運算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計算機理想極限。實現量子比特構造和量子計算機的設想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個實現大規模量子計算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進行信息編碼，通過外加電場控制核自旋間相互作用實現其邏輯運算，自旋測量是由自旋極化電子電流來完成，計算機要工作在mK的低溫下。　　這種量子計算機的最終實現依賴於與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術的發展。除此之外，爲了避免雜質對磷核自旋的干擾，必需使用高純（無雜質）和不存在覈自旋不等於零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無序漲落以及如何在硅裏摻入規則的磷原子陣列等是實現量子計算的關鍵。量子態在傳輸，處理和存儲過程中可能因環境的耦合（干擾），而從量子疊加態演化成經典的混合態，即所謂失去相干，特別是在大規模計算中能否始終保持量子態間的相干是量子計算機走向實用化前所必需克服的難題。　　5發展我國半導體材料的幾點建議 鑑於我國目前的工業基礎，國力和半導體材料的發展水平，提出以下發展建議供參考。　　5.1硅單晶和外延材料硅材料作爲微電子技術的主導地位 至少到本世紀中葉都不會改變，至今國內各大集成電路製造廠家所需的硅片基本上是依賴進口。目前國內雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產6英寸的硅外延片，然而都未形成穩定的批量生產能力，更談不上規模生產。建議國家集中人力和財力，首先開展8英寸硅單晶實用化和6英寸硅外延片研究開發，在“十五”的後期，爭取做到8英寸集成電路生產線用硅單晶材料的國產化，並有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國應有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規模生產能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應及時布點研製。另外，硅多晶材料生產基地及其相配套的高純石英、氣體和化學試劑等也必需同時給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國微電子技術的落後局面，進入世界發達國家之林。　　5.2 GaAs及其有關化合物半導體單晶材料發展建議 GaAs、InP等單晶材料同國外的差距主要表現在拉晶和晶片加工設備落後，沒有形成生產能力。相信在國家各部委的統一組織、領導下，並爭取企業介入，建立我國自己的研究、開發和生產聯合體，取各家之長，分工協作，到2010年趕上世界先進水平是可能的。要達到上述目的，到“十五”末應形成以4英寸單晶爲主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開盒就用晶片的生產能力，以滿足我國不斷髮展的微電子和光電子工業的需術。到2010年，應當實現4英寸GaAs生產線的國產化，並具有滿足6英寸線的供片能力。　　5.3發展超晶格、量子阱和一維、零維半導體微結構材料的建議 （1）超晶格、量子阱材料從目前我國國力和我們已有的基礎出發，應以三基色（超高亮度紅、綠和藍光）材料和光通信材料爲主攻方向，併兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強MBE和MOCVD兩個基地的建設，引進必要的適合批量生產的工業型MBE和MOCVD設備並着重致力於GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP， GaN基藍綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實用化研究是當務之急，爭取在“十五”末，能滿足國內2、3和4英寸GaAs生產線所需要的異質結材料。到2010年，每年能具備至少100萬平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結構材料的生產能力。達到本世紀初的國際水平。　　寬帶隙高溫半導體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應擇優布點，分別做好研究與開發工作。　　（2）一維和零維半導體材料的發展設想。基於低維半導體微結構材料的固態納米量子器件，目前雖然仍處在預研階段，但極其重要，極有可能觸發微電子、光電子技術新的革命。低維量子器件的製造依賴於低維結構材料生長和納米加工技術的進步，而納米結構材料的質量又很大程度上取決於生長和製備技術的水平。因而，集中人力、物力建設我國自己的納米科學與技術研究發展中心就成爲了成敗的關鍵。具體目標是，“十五”末，在半導體量子線、量子點材料製備，量子器件研製和系統集成等若干個重要研究方向接近當時的國際先進水平；2010年在有實用化前景的量子點激光器，量子共振隧穿器件和單電子器件及其集成等研發方面，達到國際先進水平，並在國際該領域佔有一席之地。可以預料，它的實施必將極大地增強我國的經濟和國防實力。　　本文限於篇幅，只討論了幾種最重要的半導體材料，II－VI族寬禁帶與II－VI族窄禁帶紅外半導體材料，高效太陽電池材料Cu（In，Ga）Se2，CuIn（Se，S）等以及發展迅速的有機半導體材料等沒有涉及。　　本文對國家重點基礎研究發展規劃項目“信息功能材料相關基礎問題”（G2000068300）和國家自然科學基金委員會的資助以及中國科學院半導體材料科學重點實驗室的同事們提供的有關資料表示感謝。論文出處(作者):