淺析微電子制造技術及其發展論文
摘 要:電子信息技術的使用加快了世界發展的腳步,并且在各個行業中的應用范圍也變得越來廣泛。這直接導致這項技術的使用在集成電路中占據的地位也變得很高。信息技術的快速發展催生出了一個新型的電子技術,就是微電子制造技術,這項技術的使用提升了電子制造行業的生產效率。文章針對微電子制作技術的使用進行了內上的分析,分析的過程中也對這項技術的未來發展趨勢進行了展望。希望得到的結論可以給相關人員的工作進展帶來幫助。
關鍵詞:微電子;制造技術;集成電路;發展
集成電路是一種應用在電子信息科技領域的新型技術,這項技術的研發讓電子生產行業的發展發生了翻天覆地的變化,促進了行業的變革速度。以往的半導體使用材料一般是單質硅,這種材料在使用過程中效率不是很高,對于工作上的細節處理也差強人意。隨著技術的發展與運用,第二代半導體材料逐漸被人們所熟識并廣泛應用。如今,半導體的使用材料已經變為氧化鎵或是硅化碳,也就是第三代電子處理技術,這項技術的不斷更新使得技術的使用材料體積也變得越來越小。
1 微電子技術的發展歷程
自20世紀中期第一個集成電路研發成功之后,我們就進入了微電子技術時代,在半個多世紀的發展中,微電子技術被廣泛應用在工業生產和國防軍事領域,目前更是在商業領域中獲得極大的應用和發展。并且在長期的發展進程中,微電子技術一直是以集成電路為主要的核心代表,也逐漸形成了一定的發展規律,最典型的.莫過于摩爾定律。當然,集成電路的應用領域不斷擴展也進一步刺激了微電子技術的快速發展。
在新事物的發展進程中,其發展規律和發展趨勢勢必要與需求相結合,并受需求的影響。微電子技術也不例外。在其發展進程中,微電子制造技術無疑是微電子技術最大的“客戶”,正是因為微電子制造技術提出了各種應用需要,才使得微電子技術得到了快速發展。也可以說,微電子制造技術正是微電子設計技術與產品應用技術的“中介”,是將微電子技術設計猜想轉化為實物的“橋梁”。但值得一提的是,這個實物轉化的過程也會對微電子設計技術的發展產生影響,并直接決定著微電子器件的造價與功能作用。
2 微電子制造技術的發展與制造工藝
在半個多世紀的發展中,微電子制造技術的應用主要體現在集成電路與分立器件的生產工藝上。集成電路和分立器件在制造工藝上并無太大區別,僅僅只是兩者的功能與結構不一樣。但是受電子工業發展趨勢的影響,目前集成電路的應用范圍相對更廣,所以分立器件在微電子制造技術應用中所占的比重逐漸減少,集成電路逐漸成為其核心技術。
在集成電路的制造過程中,微電子制造技術主要被應用在材料、工藝設備以及工藝技術三方面上,并且隨著產業化的發展,這三方面逐漸出現了產業分工現象。發展到今天,集成電路的制造產業分為了材料制備、前端工藝和后端工藝三大產業,這些產業相互獨立運作,各自根據市場需求不斷發展。
集成電路的種類有多種,相關的工藝也有差異,但各類集成電路制造的基本路徑大致相同。材料制造包括各種圓片的制備,涉及從單晶拉制到外延的多個工藝,材料制造的主要工藝有單晶拉制、單晶切片、研磨和拋光、外延生長等幾個環節,但并不是所有的材料流程都從單晶拉制走到外延,比如砷化稼的全離子注入工藝所需要的是拋光好的單晶片(襯底片),不需要外延。
前端工藝總體上可以概括為圖形制備、圖形轉移和注入(擴散)形成特征區等三大步,其中各步之間互有交替。圖形制備以光刻工藝為主,目前最具代表性的光刻工藝是45nm工藝,借助于浸液式掃描光刻技術。圖形轉移的王要內容是將光刻形成的圖形轉入到其他的功能材料中,如各種介質、體硅和金屬膜中,以實現集成元器件的功能結構。注入或擴散的主要目的是通過外在雜質的進入,在硅片特定區域形成不同載流子類型或不同濃度分布的區域和結構。
3 微電子制造技術的發展趨勢和主要表現形式
總體上,推動微電子制造技術發展的動力來自于應用需求和其自身的發展需要。作為微電子器件服務的主要對象,信息技術的發展需求是微電子制造技術發展的主要動力源泉。信息的生成、存儲、傳輸和處理等在超高速、大容量等技術要求和成本降低要求下,一代接一代地發展,從而也推動微電子制造技術在加工精度、加工能力等方面相應發展。
從歷史上看,第一代的硅材料到第二代的砷化稼材料以及第二代的砷化稼到以氮化稼為代表的第三代半導體材料的發展,大都是因為后一代的材料在某些方面具備更為優越的性能。如砷化稼在高頻和超高頻方面超越硅材料,氮化稼在高頻大功率方面超越砷化稼。從長遠看,以材料的優越特性帶動微電子器件及其制造技術的提升和躍進仍然是微電子技術發展的主要表現形式。較為典型的例子是氮化稼材料的突破直接帶來藍光和白光高亮LED的誕生,以及超高頻超大功率微電子器件的發展。
微電子制造技術在發展的歷史進程中融合了其他制造技術上的應用,所以這項技術近年來的突出表現是集成電路的開發與使用,在使用過程中可以兼容其他的格式進行工作。電子制造技術以及集成電路信息技術在融合的過程中,讓電子生產企業的效率得到了穩步的提升,由此我們可以從中了解到這種多種技術相融合的,集成方式,可以將應用領域的生產效率進行實際性的整合。所以,研究人員應該對這項技術的使用進行重點開發,在研發與技術處理過程中將生產上的效率提升到最大。
結束語
通過以上的論述,我們可以從技術的發展與變革的過程中了解到,科學技術是第一生產力,科學的進步與發展讓電子信息技術的發展市場份額變的越來越大。微電子信息技術的應用使得集成電路的為主要核心動力的電子制造行業發展進步的速度越來越快。現如今,微電子制造技術已經在納米級的集成電路產品制造中得以實現,電子產品的更新換代速度變得更快。同時,這種材料在使用過程中也可以將這些電子產品的質量與穩定性進行良好的保證。以當前的科技發展趨勢來看,微電子制造技術在未來的行業發展過程中將會有更大的發展與提升的空間。所以為了讓技術產業可以推動我國國民經濟的發展與運行,相關研究人員必須加強對電子信息技術方面的技術研究,讓這些高微電子制造技術水平可以與西方國家相媲美,并在發展研究的過程中,建立我國自主生產品牌,讓我國的電子信息技術可以走向世界。
參考文獻
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