半导体元器件及制造方法

赵学阳

摘要：由于最近一个世纪以来，电子设备发展发展迅速，半导体元器件的制造为人类文明所起影响令人震惊，半导体在电子产品起到了关键作用，可以说没有半导体就没有现在的人类科技文明，70年代的初步计算机，80年代的PC，后来的互联网，半导体无不影响着我们整个社会，下面笔者就简单的介绍下半导体元器件及制造方法。

【关键词】半导体 元器件 制造方法

半导体材料在我们生活中处处可见，半导体作为一个使用时间不到一百年的新型材料，可是它的存在价值确是可怕。仅仅在2001年，全球微芯片的销售额就有望超过2000亿美元，半导体材料已经成为新型技术的革命中心，这场革命就是电子信息革命，这场革命基础就是半导体元器件及其制造。

1 半导体材料的发展历程

1.1 半导体材料的繁荣发展

半导体，顾名思义就是处于导体和绝缘体之间的材料，半导体作为介于导体和半导体之间的特殊位置，可用来生产半导体元器件中集成电路的电子材料。在上世纪50年代，Ge（锗），Si（硅）作为当时的主要半导体材料，可以在低压，低频中功率晶体和光电探测器中广泛使用，后来因为Ge的抗热性较差，抗腐蚀辐射性能不好，在后面十多年里渐渐被Si所替代，硅作为新式半导体材料，它的优点立刻体现在多重方面，首先因为硅的含量在地球中极其丰富，所以它的可广泛使用成为现实，并且硅的提纯结晶方法简便，提纯后的二氧化硅的纯度很高，绝缘性能好并且能显著提高产品稳定性可靠性，诸多优点使得硅成为应用最广的半导体材料，有效的应用在科技生活之中，为我们提供便利。现在只有不到5%的半导体材料和1%的集成电路不是由硅制作。由于硅具有的优点特性，硅在新世纪的地位不会动摇后来半导体材料据需发展，通讯系统的光速发展，互联网和光纤通信兴起，二代半导体材料横空出世，以砷化硅（GaAs）磷化铟（Lnp）为主要代表的材料方兴未艾，这些材料不仅继承上一代材料的特性更加完善了自身性能，可以制作出功能更强大的电子元器件，在卫星通讯，GPS等方面大放光彩，但是第二代半导体材料也有自身缺点，由于自身的价格昂贵，资源稀缺，存在毒性，污染环境等不良因素，使其使用范围大大缩减，只能应用于某些高端产业。后来行业里还有第三代半导体材料，主要有SiC，GaN，金刚石等，又被称为宽禁带半导体材料。和第一代半导体材料、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高健合能等优点，可以满足新的特点要求，是半导体材料的新的发展，具有良好的应用前景和使用价值。在某些重要方面起重大作用。例如在太阳能上就可以将太阳的使用率达到50%以上这是一种飞跃，还能使体积降低到原来25%，这对人类生活起巨大作用，可以说是前所未然的。

1.2 半导体元器件制造技术的前景

半导体产品应用于主要应用于工业方面，这是技术到工艺环节的基础，现在的企业将大量资金投入研发新式半导体元器件制造，希望开发出更强大合理的半导体产品，提高半导体产品的可靠性，降低其价格能耗，以成为当今社会追求的新发展方向，同时现在的半导体制造技术是一些工业生产的关键技术，没有了半导体元器件制造技术许多工业生产就无法进行下去，这是一个电子时代，没有半导体元器件制造技术将寸步难行，所以需要对半导体进行相应的开发，相信未来时间的积累，半导体元器件制造技术将会得到广泛应用，质量和水平将会的到长足的发展。

2 半导体元器件中集成电路的用途分析和制造方法

2.1 集成电路的用途分析

半导体元器件制造中，有多种不同类型的每种类型都有其相应的特定功能，集成电路最著名的应用是在个人电脑上，例如每台电脑上的只读储存器（ROM）随机存储器（RAM）等这些产品中都有集成电路身影，集成电路的类型变化取决于我们人类，我们需要那种随即新的集成电路应运而生，但主要可分为两类，模拟和数字，模拟集成电路中有运算放大器，运算放大器是一种阻抗放大器，可在电子控制中应用。集成电路是在一小片硅片上同时制作几十个或者几百个特定的芯片，芯片数量取决于每个芯片的尺寸，尺寸取决于一个芯片的集成水平，半导体元器件的制作仅发生于在接近硅片的几微米之间，硅片的强度是由硅片的厚度决定的，硅片上的金属线路层作为硅片上信号传导连接。现代的集成电路互联概念材料很像原仙童半导体公司的第一代商业化原始平面晶体管，但是现在的集成电路更为复杂。

2.2 集成电路的制造方法

集成电路作为半导体元器件，通常是由硅制成，为什么要选择硅，是因为硅有几种特性，丰裕度，融化温度和材料数量。硅片上的电子器件形成方式被称为结构，其中集成电路就是结构中较有特点的一种。集成电路的制造分为5个步骤，硅片制备，硅片制造，硅片测试，装配与封装，终测。硅片制造是第一阶段，将硅从沙中提取出来并进行相应的处理，生产出适当直径的硅锭，然后被切割成规定尺寸，第二阶段是硅片制造，裸露的硅片进行进一步的处理具有一套完整步骤，这样处理后的硅片上就有了一套集成电路。在进行的就是硅片的测试，将硅片送到相应的测试区，进行相应的测试，挑选合格硅片，后进行装配工艺，硅片的背面进行一定的研磨减少后厚度，一片厚的塑料贴在每个硅片的背面，然后正面用金刚石尖锯刃分开，最后还要进行终测，确保硅片的质量，要对每一个被封装的硅片进行测试，看是否满足需求，最后一个完整的半导体元器件集成电路制作完成。集成电路将多个元件结合在一个硅片上降低了成本提高了性能，以此最近的时代可以說是集成电路时代，其中还有摩尔定律预计一块芯片上的元件数每隔18到24个月翻一番，直到上世纪60年代这个定律一直正确，后来的发展速度不可估计。

3 结语

经过分析可知，半导体元器件及制造技术在现在的社会处于一种必不可少的地位，半导体元器件机制造方法技术已成为衡量一个国家的工业发展水平，社会潜在进步力的重要技术，在行业里面看这种技术值得重视，虽然在不断更新的现在，半导体产元器件及制造技术依旧发展缓慢，大部分技术沿用原来传统方法，传统方法趋于成熟，但不断发展的行业需要更先进的技术支持，因此很有必要价值在半导体元器件制造中加大力度，谋求更好发展。

参考文献

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