上海交通大学：《材料工程导论》课程教学资源（课程论文）电子信息产业与材料工程的关系研究

上游充通大 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 材料工程导论I Introduction to Materials Engineering I 课程论文 THESIS OF CURRICULUM IAO TONG 论文题目：电子信息产业 与材料工程的关系研究 学生姓名： 孙鑫宇 学生学号： 5110309066 专 业： 材料科学与工程 指导教师： 张佼、疏达 学院（系）：材料科学与工程学院

SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 材料工程导论Ⅰ Introduction to Materials Engineering Ⅰ 课程论文 THESIS OF CURRICULUM 论文题目：电子信息产业 与材料工程的关系研究 学生姓名: 孙鑫宇 学生学号: 5110309066 专 业: 材料科学与工程 指导教师: 张佼、疏达 学院(系) : 材料科学与工程学院

材料工程导论1课程论文 F11051015110309066孙鑫宇 目录 摘要 i1 ABSTRACT .1 1材料工程的发展是电子信息产业更新和突破的基础 2 1.】电子信息材料.2 1.2辐射固化材料在电子信息产业中的应用… .3 1.2.1辐射固化材料在微细加工技术中的应用 3 1.2.2辐射固化材料在液晶显示器中的应用. 1.2.3辐射固化材料在电子信息产业中的其他应用 4 2.电子信息产业的进步促进材料工程的发展… 5 2.1计算机技术的发展和材料工程的进步… 5 2.1.1计算机模拟在材料工程中的应用..5 2.1.2材料与工艺过程的优化及自动控制.… 6 2.1.3材料数据库和材料设计… .6 2.1.4计算机辅助设计技术(CAD)在材料工程中的应用 .7 2.2电子信息产业发展的需求促进材料工程的发展..8 3制约电子信息产业发展的关键性材料工程问题… 9 3.1电子信息材料降低能耗、污染的问题.… 9 3.2硅芯片特征尺寸极限问题. 9 3.3制约中国电子信息产业发展的材料工程问题 10 参考文献 11 致月..，44,11 I

材料工程导论Ⅰ课程论文 F1105101 5110309066 孙鑫宇 I 目录 摘 要...................................................................................................................................................1 ABSTRACT.......................................................................................................................................1 1 材料工程的发展是电子信息产业更新和突破的基础................................................................. 2 1.1 电子信息材料.......................................................................................................................2 1.2 辐射固化材料在电子信息产业中的应用.......................................................................... 3 1.2.1 辐射固化材料在微细加工技术中的应用............................................................... 3 1.2.2 辐射固化材料在液晶显示器中的应用................................................................... 4 1.2.3 辐射固化材料在电子信息产业中的其他应用....................................................... 4 2.电子信息产业的进步促进材料工程的发展................................................................................. 5 2.1 计算机技术的发展和材料工程的进步.............................................................................. 5 2.1.1 计算机模拟在材料工程中的应用........................................................................... 5 2.1.2 材料与工艺过程的优化及自动控制....................................................................... 6 2.1.3 材料数据库和材料设计........................................................................................... 6 2.1.4 计算机辅助设计技术(CAD)在材料工程中的应用................................................7 2.2 电子信息产业发展的需求促进材料工程的发展.............................................................. 8 3 制约电子信息产业发展的关键性材料工程问题......................................................................... 9 3.1 电子信息材料降低能耗、污染的问题.............................................................................. 9 3.2 硅芯片特征尺寸极限问题.................................................................................................. 9 3.3 制约中国电子信息产业发展的材料工程问题................................................................ 10 参考文献...........................................................................................................................................11 致谢...................................................................................................................................................11

材料工程导论1课程论文 F11051015110309066孙鑫宇 电子信息产业发展与材料工程的关系研究 孙盒宇F11051015110309066 电话：18817554575 E-mail:xinyusun0805@gmail.com 摘要 随着电子信息产业的发展和材料工程的进步，二者之间的渗透和交叉己成为 材料工程和电子信息的重要研究领域之一。材料工程的发展是电子信息产业更新 和突破的基础，而随着电子信息产业的发展以及在材料工程中应用的不断扩展和 完善，电子信息产业己为材料工程提供了非常重要的不可缺少的工具。本文论述 了电子信息产业发展与材料工程的关系，并列举了制约电子信息产业发展的关键 性材料工程问题。 关键词：电子信息产业，材料工程，关系，发展，制约 PRELIMINARY STUDY ON THE RELATIONSHIP OF ELECTRONIC INFORMATION INDUSTRY DEVELOPMENT AND MATERIALS ENGINEERING ABSTRACT With the progress of development of electronic information industry and materials engineering,infiltration and crossing between the two have become important research area of the material and electronic information.The development of materials engineering is the base of electronic information industry updates and breakthroughs.With the development of electronic information industry development 第1页共11页

材料工程导论Ⅰ课程论文 F1105101 5110309066 孙鑫宇 第 1 页 共 11 页 电子信息产业发展与材料工程的关系研究 孙鑫宇 F1105101 5110309066 电话：18817554575 E-mail: xinyusun0805@gmail.com 摘 要 随着电子信息产业的发展和材料工程的进步，二者之间的渗透和交叉已成为 材料工程和电子信息的重要研究领域之一。材料工程的发展是电子信息产业更新 和突破的基础，而随着电子信息产业的发展以及在材料工程中应用的不断扩展和 完善，电子信息产业已为材料工程提供了非常重要的不可缺少的工具。本文论述 了电子信息产业发展与材料工程的关系，并列举了制约电子信息产业发展的关键 性材料工程问题。 关键词：电子信息产业，材料工程，关系，发展，制约 PRELIMINARY STUDY ON THE RELATIONSHIP OF ELECTRONIC INFORMATION INDUSTRY DEVELOPMENT AND MATERIALS ENGINEERING ABSTRACT With the progress of development of electronic information industry and materials engineering, infiltration and crossing between the two have become important research area of the material and electronic information. The development of materials engineering is the base of electronic information industry updates and breakthroughs. With the development of electronic information industry development

材料工程导论1课程论文 F11051015110309066孙鑫字 and the improvement and expansion of applications in materials engineering, electronic information industry provides a very important and indispensable tool for materials engineering.This article discusses the relationships of electronic information industry development and material engineering,and identifies the key materials engineering problems restricting development of electronic information industry. Key Words:electronic information industry,materials engineering,relationship, development,restrict 1材料工程的发展是电子信息产业更新和突破的基础 1.1电子信息材料 电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用 的材料，主要包括硅单晶材料、化合物半导体材料、半导体和光电子外延材料（异 质结、量子阱材料)、封装材料、电子精细化工材料、激光材料、非线性光学晶 体材料、光纤通信材料、显示器件（液晶、发光器件、平板显示等）材料、电子陶 瓷材料、压电晶体材料、磁性材料、印制电路覆铜板材料等。 历史的发展表明信息功能材料是信息技术发展的基础和先导，没有光纤材料 的发明，砷化镓等化合物材料的研究突破，超晶格、量子阱材料的研制成功，就 不会有今天先进的光通信、移动通信和数字化高速信息网络技术，因此说电子信 息材料为通信、计算机、信息家电、网络技术等现代信息产业的发展提供了重要 的、必不可少的支撑条件和物质基础。 表1主要化合物半导体及其用途 第2页共11页

材料工程导论Ⅰ课程论文 F1105101 5110309066 孙鑫宇 第 2 页 共 11 页 and the improvement and expansion of applications in materials engineering, electronic information industry provides a very important and indispensable tool for materials engineering. This article discusses the relationships of electronic information industry development and material engineering, and identifies the key materials engineering problems restricting development of electronic information industry. Key Words：electronic information industry，materials engineering，relationship， development，restrict 1 材料工程的发展是电子信息产业更新和突破的基础 1.1 电子信息材料 电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用 的材料，主要包括硅单晶材料、化合物半导体材料、半导体和光电子外延材料(异 质结、量子阱材料)、封装材料、电子精细化工材料、激光材料、非线性光学晶 体材料、光纤通信材料、显示器件(液晶、发光器件、平板显示等)材料、电子陶 瓷材料、压电晶体材料、磁性材料、印制电路覆铜板材料等。 历史的发展表明信息功能材料是信息技术发展的基础和先导，没有光纤材料 的发明，砷化镓等化合物材料的研究突破，超晶格、量子阱材料的研制成功，就 不会有今天先进的光通信、移动通信和数字化高速信息网络技术，因此说电子信 息材料为通信、计算机、信息家电、网络技术等现代信息产业的发展提供了重要 的、必不可少的支撑条件和物质基础。 表 1 主要化合物半导体及其用途

材料工程导论1课程论文 F11051015110309066孙鑫字 领域 材料 器件 用途 微电子 GaAs、InP 超高速IC 电脑 GaAs FET 携带电话 光电子 GaAs、InP、Sb、InAs LD 光通讯 GaAs 红外LED 遥控耦合器 GaP、GaAs、GaAsP、GaAlAs、InGaAlP LEP 出外显示器 CdTe、CdZnTe、HgCdTe 一 热成像仪 InSb、CdTe、HgCdTe、PbS、PbZnTe 一 红外探测仪 GaAs、InP、GaSb 太阳能电池 1.2辐射固化材料在电子信息产业中的应用 辐射固化是一种借助于能量照射实现化学配方（涂料、油墨和胶粘剂）由液 态转化为固态的加工过程。事实上，辐射固化在印制电路板、大规模集成电路、 数码相机、光盘(CD一ROM,DVD)、移动电话、液晶显示器与等离子显示器 等制造业中的应用，已是一种不可取代的技术，可完成产品制作工艺中的各种涂 装、印刷、涂饰和胶粘等任务。 1.2.1辐射固化材料在微细加工技术中的应用 辐射固化技术以其快速的固化性、无溶剂性、低成本性、良好的加工性等特 点，尤其是可图形加工的特点，使其已成为微电子行业中微细加工技术（光刻技 术)的重要加工手段。 随着高集成度、超高速、超高频集成电路及器件的开发，集成电路与器件的 特征尺寸越来越精细，加工尺寸已进入亚微米、百纳米直至纳米级。微细加工技 术（即光刻技术）是人类迄今为止所能达到的精度最高的加工技术，辐射敏感材 料（即光刻胶或称光致抗蚀剂）是其重要支撑条件之一。光刻胶可分为正胶和负 胶两大类，其中负胶以光固化和辐射固化材料为主，比较典型的品种有：聚乙烯 醇肉桂酸酯、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯、环化橡胶等。 第3页共11页

材料工程导论Ⅰ课程论文 F1105101 5110309066 孙鑫宇 第 3 页 共 11 页 领域 材料 器件 用途 微电子 GaAs、InP 超高速 IC 电脑 GaAs FET 携带电话 光电子 GaAs、InP、Sb、InAs LD 光通讯 GaAs 红外 LED 遥控耦合器 GaP、GaAs、GaAsP、GaAlAs、InGaAlP LEP 出外显示器 CdTe、CdZnTe、HgCdTe — 热成像仪 InSb、CdTe、HgCdTe、PbS、PbZnTe — 红外探测仪 GaAs、InP、GaSb — 太阳能电池 1.2 辐射固化材料在电子信息产业中的应用 辐射固化是一种借助于能量照射实现化学配方（涂料、油墨和胶粘剂）由液 态转化为固态的加工过程。事实上，辐射固化在印制电路板、大规模集成电路、 数码相机、光盘（CD－ROM，DVD）、移动电话、液晶显示器与等离子显示器 等制造业中的应用，已是一种不可取代的技术，可完成产品制作工艺中的各种涂 装、印刷、涂饰和胶粘等任务。 1.2.1 辐射固化材料在微细加工技术中的应用 辐射固化技术以其快速的固化性、无溶剂性、低成本性、良好的加工性等特 点，尤其是可图形加工的特点，使其已成为微电子行业中微细加工技术（光刻技 术）的重要加工手段。 随着高集成度、超高速、超高频集成电路及器件的开发，集成电路与器件的 特征尺寸越来越精细，加工尺寸已进入亚微米、百纳米直至纳米级。微细加工技 术（即光刻技术）是人类迄今为止所能达到的精度最高的加工技术，辐射敏感材 料（即光刻胶或称光致抗蚀剂）是其重要支撑条件之一。光刻胶可分为正胶和负 胶两大类，其中负胶以光固化和辐射固化材料为主，比较典型的品种有：聚乙烯 醇肉桂酸酯、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯、环化橡胶等