纳米技术有很多种,基本上可以分成两类,一类是由下而上的方式或称为自组装的方式,另一类是由上而下所谓的微缩方式。前者以各种材料、化工等技术为主,后者则以半导体技术为主。以前我们都称 IC 技术是「微电子」技术,那是因为晶体管的大小是在微米(10-6米)等级。但是半导体技术发展得非常快,每隔两年就会进步一个世代,尺寸会缩小成原来的一半,这就是有名的摩尔定律(Moore’s Law)。到了 2001 年,晶体管尺寸甚至已经小于 0.1 微米,也就是小于 100 纳米。因此是纳米电子时代,未来的 IC 大部分会由纳米技术做成。但是为了达到纳米的要求,半导体制程的改变须从基本步骤做起。每进步一个世代,制程步骤的要求都会变得更严格、更复杂。半导体器件加工需要考虑器件的安全性和可靠性的要求。集成电路半导体器件加工方案
刻蚀在半导体器件加工中的作用主要有以下几个方面:纳米结构制备:刻蚀可以制备纳米结构,如纳米线、纳米孔等。纳米结构具有特殊的物理和化学性质,可以应用于传感器、光学器件、能量存储等领域。 表面处理:刻蚀可以改变材料表面的性质,如增加表面粗糙度、改变表面能等。表面处理可以改善材料的附着性、润湿性等性能,提高器件的性能。深刻蚀:刻蚀可以实现深刻蚀,即在材料表面形成深度较大的结构。深刻蚀常用于制备微机械系统(MEMS)器件、微流控芯片等。四川新型半导体器件加工半导体器件加工中的工艺步骤需要严格的质量控制。
半导体分类及性能:无机合成物半导体。无机合成物主要是通过单一元素构成半导体材料,当然也有多种元素构成的半导体材料,主要的半导体性质有I族与V、VI、VII族;II族与IV、V、VI、VII族;III族与V、VI族;IV族与IV、VI族;V族与VI族;VI族与VI族的结合化合物,但受到元素的特性和制作方式的影响,不是所有的化合物都能够符合半导体材料的要求。这一半导体主要运用到高速器件中,InP制造的晶体管的速度比其他材料都高,主要运用到光电集成电路、抗核辐射器件中。对于导电率高的材料,主要用于LED等方面。
半导体制程是一项复杂的制作流程,先进的 IC 所需要的制作程序达一千个以上的步骤。这些步骤先依不同的功能组合成小的单元,称为单元制程,如蚀刻、微影与薄膜制程;几个单元制程组成具有特定功能的模块制程,如隔绝制程模块、接触窗制程模块或平坦化制程模块等;然后再组合这些模块制程成为某种特定 IC 的整合制程。大约在 15 年前,半导体开始进入次微米,即小于微米的时代,尔后更有深次微米,比微米小很多的时代。到了 2001 年,晶体管尺寸甚至已经小于 0.1 微米,也就是小于 100 纳米。半导体器件加工中的工艺步骤需要严格的控制和监测。
半导体技术挑战:曝光显影:在所有的制程中,很关键的莫过于微影技术。这个技术就像照相的曝光显影,要把IC工程师设计好的蓝图,忠实地制作在芯片上,就需要利用曝光显影的技术。在现今的纳米制程上,不只要求曝光显影出来的图形是几十纳米的大小,还要上下层结构在30公分直径的晶圆上,对准的准确度在几纳米之内。这样的精确程度相当于在中国大陆的面积上,每次都能精确地找到一颗玻璃弹珠。因此这个设备与制程在半导体工厂里是很复杂、也是很昂贵的。为了确保良好的导电性,金属会在450℃热处理后与晶圆表面紧密熔合。山东半导体器件加工
湿化学蚀刻普遍应用于制造半导体。集成电路半导体器件加工方案
半导体技术重要性:在庞大的数据中搜索所需信息时,其重点在于如何制作索引数据。索引数据的总量估计会与原始数据一样庞大。而且,索引需要经常更新,不适合使用随机改写速度较慢的NAND闪存。因此,主要采用的是使用DRAM的内存数据库,但DRAM不仅容量单价高,而且耗电量大,所以市场迫切需要能够替代DRAM的高速、大容量的新型存储器。新型存储器的候选有很多,包括磁存储器(MRAM)、可变电阻式存储器(ReRAM)、相变存储器(PRAM)等。虽然存储器本身的技术开发也很重要,但对于大数据分析,使存储器物尽其用的控制器和中间件的技术似乎更加重要。而且,存储器行业垄断现象严重,只有有限的几家半导体厂商能够提供存储器,而在控制器和中间件的开发之中,风险企业还可以大显身手。集成电路半导体器件加工方案