隨著功能的復雜,不只結構變得更繁復,技術要求也越來越高。與建筑物不一樣的地方,除了尺寸外,就是建筑物是一棟一棟地蓋,半導體技術則是在同一片芯片或同一批生產過程中,同時制作數百萬個到數億個組件,而且要求一模一樣。因此大量生產可說是半導體工業的很大特色 。把組件做得越小,芯片上能制造出來的 IC 數也就越多。盡管每片芯片的制作成本會因技術復雜度增加而上升,但是每顆 IC 的成本卻會下降。所以價格不但不會因性能變好或功能變強而上漲,反而是越來越便宜。正因如此,綜觀其它科技的發展,從來沒有哪一種產業能夠像半導體這樣,持續維持三十多年的快速發展。清洗是半導體器件加工中的一項重要步驟,用于去除晶圓表面的雜質。河北微流控半導體器件加工好處
半導體器件加工是指將半導體材料加工成具有特定功能的器件的過程。它是半導體工業中非常重要的一環,涉及到多個步驟和工藝。下面將詳細介紹半導體器件加工的步驟。 晶圓制備:晶圓是半導體器件加工的基礎。晶圓是將半導體材料切割成圓片狀的材料,通常直徑為4英寸、6英寸或8英寸。晶圓制備包括切割、拋光和清洗等步驟。晶圓清洗:晶圓制備完成后,需要對晶圓進行清洗,以去除表面的雜質和污染物。清洗過程通常采用化學清洗方法,如酸洗、堿洗和溶劑清洗等。河北微流控半導體器件加工好處MEMS側重于超精密機械加工,涉及微電子、材料、力學、化學、機械學諸多學科領域。
半導體技術材料問題:電子組件進入納米等級后,在材料方面也開始遭遇到一些瓶頸,因為原來使用的材料性能已不能滿足要求。很簡單的一個例子,是所謂的閘極介電層材料;這層材料的基本要求是要能絕緣,不讓電流通過。使用的是由硅基材氧化而成的二氧化硅,在一般狀況下這是一個非常好的絕緣材料。但因組件的微縮,使得這層材料需要越做越薄。在納米尺度時,如果繼續使用這個材料,這層薄膜只能有約 1 納米的厚度,也就是 3 ~ 4 層分子的厚度。但是在這種厚度下,任何絕緣材料都會因為量子穿隧效應而導通電流,造成組件漏電,以致失去應有的功能,因此只能改用其它新材料。但二氧化硅已經沿用了三十多年,幾乎是集各種優點于一身,這也是使硅能夠在所有的半導體中脫穎而出的關鍵,要找到比它功能更好的材料與更合適的制作方式,實在難如登天。
納米技術有很多種,基本上可以分成兩類,一類是由下而上的方式或稱為自組裝的方式,另一類是由上而下所謂的微縮方式。前者以各種材料、化工等技術為主,后者則以半導體技術為主。以前我們都稱 IC 技術是「微電子」技術,那是因為晶體管的大小是在微米(10-6米)等級。但是半導體技術發展得非???,每隔兩年就會進步一個世代,尺寸會縮小成原來的一半,這就是有名的摩爾定律(Moore’s Law)。到了 2001 年,晶體管尺寸甚至已經小于 0.1 微米,也就是小于 100 納米。因此是納米電子時代,未來的 IC 大部分會由納米技術做成。但是為了達到納米的要求,半導體制程的改變須從基本步驟做起。每進步一個世代,制程步驟的要求都會變得更嚴格、更復雜。表面硅MEMS加工技術是在集成電路平面工藝基礎上發展起來的一種MEMS工藝技術。
半導體技術快速發展:盡管有種種挑戰,半導體技術還是不斷地往前進步。分析其主要原因,總括來說有下列幾項。先天上,硅這個元素和相關的化合物性質非常好,包括物理、化學及電方面的特性。利用硅及相關材料組成的所謂金屬氧化物半導體場效晶體管,做為開關組件非常好用。此外,因為性能優異,輕、薄、短、小,加上便宜,所以應用范圍很廣,可以用來做各種控制。換言之,市場需求很大,除了各種產業都有需要外,新興的所謂3C產業,更是以IC為主角。傳統的IC器件是硅圓片在前工序加工完畢后,送到封裝廠進行減薄、劃片、引線鍵合等封裝工序。河北微流控半導體器件加工好處
晶圓的主要加工方式為片加工和批加工,即同時加工1片或多片晶圓。河北微流控半導體器件加工好處
半導體技術材料問題:而且,材料是組件或 IC 的基礎,一旦改變,所有相關的設備與后續的流程都要跟著改變,真的是牽一發而動全身,所以半導體產業還在堅持,不到后面一刻肯定不去改變它。這也是為什么 CPU 會越來越燙,消耗的電力越來越多的原因。因為CPU 中,晶體管數量甚多,運作又快速,而每一個晶體管都會「漏電」所造成。這種情形對桌上型計算機可能影響不大,但在可攜式的產品如筆記型計算機或手機,就會出現待機或可用時間無法很長的缺點。也因為這樣,許多學者相繼提出各種新穎的結構或材料,例如利用自組裝技術制作納米碳管晶體管,想利用納米碳管的優異特性改善其功能或把組件做得更小。但整個產業要做這么大的更動,在實務上是不可行的,頂多只能在特殊的應用上,如特殊感測組件,找到新的出路。河北微流控半導體器件加工好處