趙學陽

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

【關鍵詞】半導體 元器件 制造方法

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

1 半導體材料的發(fā)展歷程

1.1 半導體材料的繁榮發(fā)展

半導體，顧名思義就是處于導體和絕緣體之間的材料，半導體作為介于導體和半導體之間的特殊位置，可用來生產(chǎn)半導體元器件中集成電路的電子材料。在上世紀50年代，Ge（鍺），Si（硅）作為當時的主要半導體材料，可以在低壓，低頻中功率晶體和光電探測器中廣泛使用，后來因為Ge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，硅作為新式半導體材料，它的優(yōu)點立刻體現(xiàn)在多重方面，首先因為硅的含量在地球中極其豐富，所以它的可廣泛使用成為現(xiàn)實，并且硅的提純結(jié)晶方法簡便，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)點使得硅成為應用最廣的半導體材料，有效的應用在科技生活之中，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)點特性，硅在新世紀的地位不會動搖后來半導體材料據(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，但是第二代半導體材料也有自身缺點，由于自身的價格昂貴，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，只能應用于某些高端產(chǎn)業(yè)。后來行業(yè)里還有第三代半導體材料，主要有SiC，GaN，金剛石等，又被稱為寬禁帶半導體材料。和第一代半導體材料、第二代半導體材料相比，第三代半導體材料具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率和高健合能等優(yōu)點，可以滿足新的特點要求，是半導體材料的新的發(fā)展，具有良好的應用前景和使用價值。在某些重要方面起重大作用。例如在太陽能上就可以將太陽的使用率達到50%以上這是一種飛躍，還能使體積降低到原來25%，這對人類生活起巨大作用，可以說是前所未然的。

1.2 半導體元器件制造技術的前景

半導體產(chǎn)品應用于主要應用于工業(yè)方面，這是技術到工藝環(huán)節(jié)的基礎，現(xiàn)在的企業(yè)將大量資金投入研發(fā)新式半導體元器件制造，希望開發(fā)出更強大合理的半導體產(chǎn)品，提高半導體產(chǎn)品的可靠性，降低其價格能耗，以成為當今社會追求的新發(fā)展方向，同時現(xiàn)在的半導體制造技術是一些工業(yè)生產(chǎn)的關鍵技術，沒有了半導體元器件制造技術許多工業(yè)生產(chǎn)就無法進行下去，這是一個電子時代，沒有半導體元器件制造技術將寸步難行，所以需要對半導體進行相應的開發(fā)，相信未來時間的積累，半導體元器件制造技術將會得到廣泛應用，質(zhì)量和水平將會的到長足的發(fā)展。

2 半導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

半導體元器件制造中，有多種不同類型的每種類型都有其相應的特定功能，集成電路最著名的應用是在個人電腦上，例如每臺電腦上的只讀儲存器（ROM）隨機存儲器（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運而生，但主要可分為兩類，模擬和數(shù)字，模擬集成電路中有運算放大器，運算放大器是一種阻抗放大器，可在電子控制中應用。集成電路是在一小片硅片上同時制作幾十個或者幾百個特定的芯片，芯片數(shù)量取決于每個芯片的尺寸，尺寸取決于一個芯片的集成水平，半導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傳導連接?，F(xiàn)代的集成電路互聯(lián)概念材料很像原仙童半導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雜。

2.2 集成電路的制造方法

集成電路作為半導體元器件，通常是由硅制成，為什么要選擇硅，是因為硅有幾種特性，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)中較有特點的一種。集成電路的制造分為5個步驟，硅片制備，硅片制造，硅片測試，裝配與封裝，終測。硅片制造是第一階段，將硅從沙中提取出來并進行相應的處理，生產(chǎn)出適當直徑的硅錠，然后被切割成規(guī)定尺寸，第二階段是硅片制造，裸露的硅片進行進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。在進行的就是硅片的測試，將硅片送到相應的測試區(qū)，進行相應的測試，挑選合格硅片，后進行裝配工藝，硅片的背面進行一定的研磨減少后厚度，一片厚的塑料貼在每個硅片的背面，然后正面用金剛石尖鋸刃分開，最后還要進行終測，確保硅片的質(zhì)量，要對每一個被封裝的硅片進行測試，看是否滿足需求，最后一個完整的半導體元器件集成電路制作完成。集成電路將多個元件結(jié)合在一個硅片上降低了成本提高了性能，以此最近的時代可以說是集成電路時代，其中還有摩爾定律預計一塊芯片上的元件數(shù)每隔18到24個月翻一番，直到上世紀60年代這個定律一直正確，后來的發(fā)展速度不可估計。

3 結(jié)語

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

參考文獻

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