半导体制程概论萧宏chapter13PPT课件
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半导体制造技术导论萧宏台译本摘要:一、半导体制造技术的概述二、半导体制造技术的发展历程三、半导体制造技术的重要性四、半导体制造技术的应用领域五、半导体制造技术的未来发展趋势正文:一、半导体制造技术的概述半导体制造技术是指通过一系列复杂的工艺步骤,将半导体材料制成具有特定功能和性能的集成电路和器件的过程。
半导体制造技术作为现代电子信息技术的基础,广泛应用于计算机、通信、家电等领域,对于推动科技发展和提高人类生活水平具有重要意义。
二、半导体制造技术的发展历程半导体制造技术的发展经历了几个阶段。
早期,人们主要通过手工操作和简单的设备进行半导体材料的加工。
随着科学技术的进步,半导体制造技术逐渐实现了自动化、智能化,制造工艺也日趋精密。
从20 世纪中叶开始,半导体制造技术进入了快速发展阶段,集成电路的集成度不断提高,尺寸不断缩小,性能不断提升。
三、半导体制造技术的重要性半导体制造技术对于现代科技和社会经济发展具有举足轻重的地位。
首先,半导体制造技术是信息技术产业发展的基础。
计算机、通信设备等电子产品的核心部件都是由半导体材料制成的。
其次,半导体制造技术对提高人民生活水平具有重要意义。
半导体技术在医疗、教育、交通等领域的应用,极大地改善了人们的生活质量。
最后,半导体制造技术是国家科技实力的重要体现。
一个国家在半导体制造技术领域的地位,往往能反映出这个国家在国际竞争中的实力。
四、半导体制造技术的应用领域半导体制造技术的应用领域非常广泛,主要包括以下几个方面:1.计算机:计算机处理器、内存等关键部件都是由半导体材料制成的。
2.通信:手机、无线通信基站等通信设备中,半导体器件占有重要地位。
3.家电:半导体技术在家电产品中的应用,如电视机、冰箱、空调等,使得这些产品更加智能化、节能化。
4.工业控制:半导体技术在工业控制领域的应用,提高了生产效率和产品质量。
5.医疗:半导体技术在医疗设备中的应用,如超声波、心电图等,提高了疾病诊断和治疗的水平。
製程及原理概述半導體工業的製造方法是在矽半導體上製造電子元件(產品包括:動態記憶體、靜態記億體、微虛理器…等),而電子元件之完成則由精密複雜的積體電路(Integrated Circuit,簡稱IC)所組成;IC之製作過程是應用晶片氧化層成長、微影技術、蝕刻、清洗、雜質擴散、離子植入及薄膜沉積等技術,所須製程多達二百至三百個步驟。
隨著電子資訊產品朝輕薄短小化的方向發展,半導體製造方法亦朝著高密度及自動化生產的方向前進;而IC製造技術的發展趨勢,大致仍朝向克服晶圓直徑變大,元件線幅縮小,製造步驟增加,製程步驟特殊化以提供更好的產品特性等課題下所造成的良率控制因難方向上前進。
半導體業主要區分為材料(矽品棒)製造、積體電路晶圓製造及積體電路構裝等三大類,範圍甚廣。
目前國內半導體業則包括了後二項,至於矽晶棒材料仍仰賴外國進口。
國內積體電路晶圓製造業共有11家,其中聯華、台積及華邦各有2個工廠,總共14個工廠,目前仍有業者繼紙擴廠中,主要分佈在新竹科學園區,年產量逾400萬片。
而積體電路構裝業共有20家工廠,遍佈於台北縣、新竹縣、台中縣及高雄市,尤以加工出口區為早期半導體於台灣設廠開發時之主要據點。
年產量逾20億個。
原理簡介一般固體材料依導電情形可分為導體、半導體及絕緣體。
材料元件內自由電子濃度(n值)與其傳導率成正比。
良好導體之自由電子濃度相當大(約1028個e-/m3),絕緣體n值則非常小(107個e-/m3左右),至於半導體n值則介乎此二值之間。
半導體通常採用矽當導體,乃因矽晶體內每個原子貢獻四個價電子,而矽原子內部原子核帶有四個正電荷。
相鄰原子間的電子對,構成了原子間的束縛力,因此電子被緊緊地束縛在原子核附近,而傳導率相對降低。
當溫度升高時,晶體的熱能使某些共價鍵斯鍵,而造成傳導。
這種不完全的共價鍵稱為電洞,它亦成為電荷的載子。
如圖1.l(a),(b)於純半導體中,電洞數目等於自由電子數,當將少量的三價或五價原子加入純矽中,乃形成有外質的(extrinsic)或摻有雜質的(doped)半導體。