趙學(xué)陽(yáng)

摘要：由于最近一個(gè)世紀(jì)以來，電子設(shè)備發(fā)展發(fā)展迅速，半導(dǎo)體元器件的制造為人類文明所起影響令人震驚，半導(dǎo)體在電子產(chǎn)品起到了關(guān)鍵作用，可以說沒有半導(dǎo)體就沒有現(xiàn)在的人類科技文明，70年代的初步計(jì)算機(jī)，80年代的PC，后來的互聯(lián)網(wǎng)，半導(dǎo)體無不影響著我們整個(gè)社會(huì)，下面筆者就簡(jiǎn)單的介紹下半導(dǎo)體元器件及制造方法。

【關(guān)鍵詞】半導(dǎo)體 元器件 制造方法

半導(dǎo)體材料在我們生活中處處可見，半導(dǎo)體作為一個(gè)使用時(shí)間不到一百年的新型材料，可是它的存在價(jià)值確是可怕。僅僅在2001年，全球微芯片的銷售額就有望超過2000億美元，半導(dǎo)體材料已經(jīng)成為新型技術(shù)的革命中心，這場(chǎng)革命就是電子信息革命，這場(chǎng)革命基礎(chǔ)就是半導(dǎo)體元器件及其制造。

1 半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷程

1.1 半導(dǎo)體材料的繁榮發(fā)展

半導(dǎo)體，顧名思義就是處于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料，半導(dǎo)體作為介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間的特殊位置，可用來生產(chǎn)半導(dǎo)體元器件中集成電路的電子材料。在上世紀(jì)50年代，Ge（鍺），Si（硅）作為當(dāng)時(shí)的主要半導(dǎo)體材料，可以在低壓，低頻中功率晶體和光電探測(cè)器中廣泛使用，后來因?yàn)镚e的抗熱性較差，抗腐蝕輻射性能不好，在后面十多年里漸漸被Si所替代，硅作為新式半導(dǎo)體材料，它的優(yōu)點(diǎn)立刻體現(xiàn)在多重方面，首先因?yàn)楣璧暮吭诘厍蛑袠O其豐富，所以它的可廣泛使用成為現(xiàn)實(shí)，并且硅的提純結(jié)晶方法簡(jiǎn)便，提純后的二氧化硅的純度很高，絕緣性能好并且能顯著提高產(chǎn)品穩(wěn)定性可靠性，諸多優(yōu)點(diǎn)使得硅成為應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，有效的應(yīng)用在科技生活之中，為我們提供便利?，F(xiàn)在只有不到5%的半導(dǎo)體材料和1%的集成電路不是由硅制作。由于硅具有的優(yōu)點(diǎn)特性，硅在新世紀(jì)的地位不會(huì)動(dòng)搖后來半導(dǎo)體材料據(jù)需發(fā)展，通訊系統(tǒng)的光速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和光纖通信興起，二代半導(dǎo)體材料橫空出世，以砷化硅（GaAs）磷化銦（Lnp）為主要代表的材料方興未艾，這些材料不僅繼承上一代材料的特性更加完善了自身性能，可以制作出功能更強(qiáng)大的電子元器件，在衛(wèi)星通訊，GPS等方面大放光彩，但是第二代半導(dǎo)體材料也有自身缺點(diǎn)，由于自身的價(jià)格昂貴，資源稀缺，存在毒性，污染環(huán)境等不良因素，使其使用范圍大大縮減，只能應(yīng)用于某些高端產(chǎn)業(yè)。后來行業(yè)里還有第三代半導(dǎo)體材料，主要有SiC，GaN，金剛石等，又被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。和第一代半導(dǎo)體材料、第二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高飽和電子漂移速率和高健合能等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足新的特點(diǎn)要求，是半導(dǎo)體材料的新的發(fā)展，具有良好的應(yīng)用前景和使用價(jià)值。在某些重要方面起重大作用。例如在太陽(yáng)能上就可以將太陽(yáng)的使用率達(dá)到50%以上這是一種飛躍，還能使體積降低到原來25%，這對(duì)人類生活起巨大作用，可以說是前所未然的。

1.2 半導(dǎo)體元器件制造技術(shù)的前景

半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用于主要應(yīng)用于工業(yè)方面，這是技術(shù)到工藝環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，現(xiàn)在的企業(yè)將大量資金投入研發(fā)新式半導(dǎo)體元器件制造，希望開發(fā)出更強(qiáng)大合理的半導(dǎo)體產(chǎn)品，提高半導(dǎo)體產(chǎn)品的可靠性，降低其價(jià)格能耗，以成為當(dāng)今社會(huì)追求的新發(fā)展方向，同時(shí)現(xiàn)在的半導(dǎo)體制造技術(shù)是一些工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，沒有了半導(dǎo)體元器件制造技術(shù)許多工業(yè)生產(chǎn)就無法進(jìn)行下去，這是一個(gè)電子時(shí)代，沒有半導(dǎo)體元器件制造技術(shù)將寸步難行，所以需要對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)，相信未來時(shí)間的積累，半導(dǎo)體元器件制造技術(shù)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用，質(zhì)量和水平將會(huì)的到長(zhǎng)足的發(fā)展。

2 半導(dǎo)體元器件中集成電路的用途分析和制造方法

2.1 集成電路的用途分析

半導(dǎo)體元器件制造中，有多種不同類型的每種類型都有其相應(yīng)的特定功能，集成電路最著名的應(yīng)用是在個(gè)人電腦上，例如每臺(tái)電腦上的只讀儲(chǔ)存器（ROM）隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）等這些產(chǎn)品中都有集成電路身影，集成電路的類型變化取決于我們?nèi)祟?，我們需要那種隨即新的集成電路應(yīng)運(yùn)而生，但主要可分為兩類，模擬和數(shù)字，模擬集成電路中有運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器是一種阻抗放大器，可在電子控制中應(yīng)用。集成電路是在一小片硅片上同時(shí)制作幾十個(gè)或者幾百個(gè)特定的芯片，芯片數(shù)量取決于每個(gè)芯片的尺寸，尺寸取決于一個(gè)芯片的集成水平，半導(dǎo)體元器件的制作僅發(fā)生于在接近硅片的幾微米之間，硅片的強(qiáng)度是由硅片的厚度決定的，硅片上的金屬線路層作為硅片上信號(hào)傳導(dǎo)連接?，F(xiàn)代的集成電路互聯(lián)概念材料很像原仙童半導(dǎo)體公司的第一代商業(yè)化原始平面晶體管，但是現(xiàn)在的集成電路更為復(fù)雜。

2.2 集成電路的制造方法

集成電路作為半導(dǎo)體元器件，通常是由硅制成，為什么要選擇硅，是因?yàn)楣栌袔追N特性，豐裕度，融化溫度和材料數(shù)量。硅片上的電子器件形成方式被稱為結(jié)構(gòu)，其中集成電路就是結(jié)構(gòu)中較有特點(diǎn)的一種。集成電路的制造分為5個(gè)步驟，硅片制備，硅片制造，硅片測(cè)試，裝配與封裝，終測(cè)。硅片制造是第一階段，將硅從沙中提取出來并進(jìn)行相應(yīng)的處理，生產(chǎn)出適當(dāng)直徑的硅錠，然后被切割成規(guī)定尺寸，第二階段是硅片制造，裸露的硅片進(jìn)行進(jìn)一步的處理具有一套完整步驟，這樣處理后的硅片上就有了一套集成電路。在進(jìn)行的就是硅片的測(cè)試，將硅片送到相應(yīng)的測(cè)試區(qū)，進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，挑選合格硅片，后進(jìn)行裝配工藝，硅片的背面進(jìn)行一定的研磨減少后厚度，一片厚的塑料貼在每個(gè)硅片的背面，然后正面用金剛石尖鋸刃分開，最后還要進(jìn)行終測(cè)，確保硅片的質(zhì)量，要對(duì)每一個(gè)被封裝的硅片進(jìn)行測(cè)試，看是否滿足需求，最后一個(gè)完整的半導(dǎo)體元器件集成電路制作完成。集成電路將多個(gè)元件結(jié)合在一個(gè)硅片上降低了成本提高了性能，以此最近的時(shí)代可以說是集成電路時(shí)代，其中還有摩爾定律預(yù)計(jì)一塊芯片上的元件數(shù)每隔18到24個(gè)月翻一番，直到上世紀(jì)60年代這個(gè)定律一直正確，后來的發(fā)展速度不可估計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過分析可知，半導(dǎo)體元器件及制造技術(shù)在現(xiàn)在的社會(huì)處于一種必不可少的地位，半導(dǎo)體元器件機(jī)制造方法技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，社會(huì)潛在進(jìn)步力的重要技術(shù)，在行業(yè)里面看這種技術(shù)值得重視，雖然在不斷更新的現(xiàn)在，半導(dǎo)體產(chǎn)元器件及制造技術(shù)依舊發(fā)展緩慢，大部分技術(shù)沿用原來傳統(tǒng)方法，傳統(tǒng)方法趨于成熟，但不斷發(fā)展的行業(yè)需要更先進(jìn)的技術(shù)支持，因此很有必要價(jià)值在半導(dǎo)體元器件制造中加大力度，謀求更好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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