文献综述
课题研究的现状及发展趋势：
随着20世纪40年代末期晶体管的诞生，电子元件开始向着更快和更小发展。复杂的系统就是由这些元件构成。以半导体器件为基础的产品，如计算机（CPU,存储器），光存储器（CD,DVD），通信基础设施（光纤技术，移动通信）和照明设备（发光二极管）等，是非常普遍的。现在，平均每个人就拥有1亿个晶体管。因此，对半导体、半导体物理及其产物——半导体器件的基础研究是现代文明与文化发展的重要部分。
晶体管是一个多结半导体器件，是半导体器件中最为基础的器件设备，研究晶体管可以大幅度的改良半导体器件的性能。半导体器件通常晶体管会与其他电路元件结合在一起，以获得电压、电流或信号功率的增益。双极型晶体管(BJT)是最重要的半导体器件之一。双极型晶体管有三个掺杂不同的区域和两个pn结，由两个相同材料的pn结紧密相邻并产生相互作用而形成的，荷电载流子由正向偏置的第一个结注入，造成大电流流过反向偏置的第二个结。在高速电路，模拟电路，功率放大等方面有着广泛的应用。现代的双极型晶体管，锗衬底已由硅取代。早期的功率半导体中，双极型晶体管是低压到中压（1000V）范围内最重要的开关器件。但BJT也有一系列缺点，多数缺点跟低的电流增益有关。
双极型晶体管大量应用于分立器件或集成电路中，用于电流、电压或功率放大，它们也用于双极型CMOS(BiCMOS)电路中，以得到高密度电路和高速性能。传统双极型晶体管的频率受限于低掺杂的基区和较大的基区宽度。为了克服这些限制，以不同半导体材料形成的异质结双极型晶体管(HBT)具有高的基区掺杂和很窄的基区宽度。所以HBT普遍应用于毫米波及高速数字电路中。另一个重要的双极型器件是可控硅器件，它由三个或三个以上的pn结构成。可控硅器件主要用于开关方面，这些器件的额定电流可以从几毫安到5000A以上，额定电压可以超过1000V。可控硅器件广泛地应用于从低频高电流的电源管理到高频低功率的场合，如照明控制、家用电器及工业设备等。
硅材料市场前景广阔，中国硅单晶的产量、销售收入近几年递增较快，以中小尺寸为主的硅片生产已成为国际公认的事实，为世界和中国集成电路、半导体分立器件和光伏太阳能电池产业的发展做出了较大的贡献。从高技术应用领域到传统产业，特别是一些重大工程如三峡、特高压、高铁、西气东输等，乃至照明和家电等，硅半导体器件都起到了至关重要的作用。由此可见，硅电力电子器件待开发的应用空间仍旧十分广阔，市场前景仍较好。但是，硅电力电子器件本身的技术、制造工艺发展空间已经不太大了，硅基电力电子器件的水平已基本上稳定在109～1010W·Hz左右，逼近了由于寄生二极管制约所能达到的Si材料极限。而SiC和GaN宽禁带电力电子器件则由于其突出的优势，代表着电力电子器件领域未来的发展方向。因为宽禁带器件的使用还不够成熟，且在价格上宽禁带器件并没有优势，而且考虑到安全性、市场使用惯性，完全接受宽禁带器件还需要一定的时间。预计在未来至少十年内，Si器件仍然会主导功率电子市场。
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