Полупроводниковые и диэлектрические материалы

Бурное развитие микроэлектроники в последней четверти прошлого века потребовало создания принципиально новых материалов и технологий. Совершенно невозможно даже кратко описать весь этот фомадный пласт технологической культуры. Остановимся лишь на наиболее ярких примерах.

Бессменным лидером в семействе полупроводниковых материалов на протяжении нескольких десятков лет, безусловно, является кремний. Его научились очищать от примесей как ни один другой материал; выращивать в виде очень совершенных монокристаллов массой в десятки, а в последние годыив сотни килограммов; легировать и модифицировать различными приемами, выращивать и напылять на его поверхности сложнейшие структуры, состоящие из миллиардов элементов на 1 см².

Планарные кремниевые технологии совершили революцию в микроэлектронике и информационных технологиях, привели к созданию дешевых персональных компьютеров, глобальной компьютерной сети, сотовой телефонной связи, цифровой аудио-, видеотехники и т. д. Все это изменило нашу жизнь радикально и привело к зарождению и развитию постиндустриального общества, в котором знания и высокие технологии составляют основу экономики и социального профссса.

На этом фоне гораздо скромнее выглядят успехи в освоении других полупроводниковых материалов. Однако и они тоже смогли занять свои ниши. В частности, в оптоэлсктроникс, лазерной технике, сенсорике, средствах телекоммуникации и связи большую роль играют соединения типа A‘B^f' (ZnS, ZnSe. ZnO, CdS и др.) и А³В⁵ (GaAs, InP, InGaAsP и др.), дву-, однои нульмерные Сфуктуры на их основе (квантовые ямы, проволоки, точки).

Непременным компонентом микроэлектроники являются диэлектрические материалы с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости (для создания конденсаторов и т. д.) и низким (для повышения быстродействия и снижения энергопотребления). Синтетические пьезоэлектрические материалы (пьезокерамики), пироэлектрики и др. используются для решения разнообразных задач сенсорики, схемои микроробототехники.

Оптические и оптоэлектронные устройства нуждаются в материалах с разнообразными свойствами, отсутствующими у природных веществ. Созданы стекла для световодов с исключительно низким коэффициентом затухания. светоизлучающие и светочувствительные материалы и структуры, способные преобразовывать, хранить, обрабатывать и передавать информацию, отображать се па различных дисплеях и индикаторах.

Большие надежды специалисты в области микрои наноэлсктроники связывают с разработкой приборов и устройств на основе углеродных наноструктур (трубок, фуллсрснов и их производных) [3].