半導體制造技術范文精選

1980年前，我國半導體產業已經形成較完整的包括設備、原料、制造、工藝等方面的科研和生產體系，主要分布于原電子部（信息產業部）、中國科學院和航天部系統。

改革開放以來，經過大規模引進消化和90年代的重點建設，目前我國半導體產業已具備了一定的規模和基礎，包括已穩定生產的7個芯片生產骨干廠、20多個封裝企業，幾十家具有規模的設計企業以及若干個關鍵材料及專用設備儀器制造廠組成的產業群體，大體集中于京津、滬蘇浙、粵閩三地。

我國歷年對半導體產業的總投入約260億元人民幣（含126億元外資）。現有集成電路生產技術主要來源于國外技術轉讓，其中相當部分集成電路前道工序和封裝廠是與美、日、韓公司合資設立。其中三資企業的銷售額約占總銷售額的88%（1998年）。民營的集成電路企業開始萌芽。

設計：集成電路的設計匯集電路、器件、物理、工藝、算法、系統等不同技術領域的背景，是最尖端的技術之一。我國目前以各種形態存在的集成電路設計公司、設計中心等約80個，工程師隊伍還不足3000人。2000年，集成電路設計業銷售額超過300萬元的企業有20多家，其中超過1000萬的約10家。超過1億的4家（華大、矽科、大唐微電子和士蘭公司）。總銷售額10億元左右。年平均設計300種左右（其中不到200種形成批量）。

現主要利用外商提供的EDA工具，運用門陣列、標準單元，全定制等多種方法進行設計。并開始采用基于機構級的高層次設計技術、VHDL，和可測性設計技術等先進設計方法。設計最高水平為0.25微米，700萬元件，3層金屬布線，主線設計線寬0.8-1.5微米，雙層布線。[1]目前，我國在通信類集成電路設計有一定的突破。自行設計開發的熊貓2000系列CAD軟件系統已開發成功并正在推廣。這個系統的開發成功，使我國繼美國、歐共體、日本之后，第四個成為能夠開發大型的集成電路設計軟件系統的國家。目前邏輯電路、數字電路100萬門左右的產品已可以用此設計。

前工序制造：1990年代以來，國家通過投資實施“908”、“909”工程，形成了國家控股的骨干生產企業。其中，中日合資、中方控股的華虹NEC（8英寸硅片，0.35-0.25微米，月投片2萬片），總投資10億美元，以18個月的國際標準速度建成，99年9月試投片，現已達產。該工程使我國芯片制造進入世界主流技術水平，增強了國內外產業界對我國半導體產業能力的信心。

摘要本文重點對半導體硅材料，GaAs和InP單晶材料，半導體超晶格、量子阱材料，一維量子線、零維量子點半導體微結構材料，寬帶隙半導體材料，光子晶體材料，量子比特構建與材料等目前達到的水平和器件應用概況及其發展趨勢作了概述。最后，提出了發展我國半導體材料的建議。

關鍵詞半導體材料量子線量子點材料光子晶體

1半導體材料的戰略地位

上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術迅速發展并逐步形成了高新技術產業，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發展到“能帶工程”。納米科學技術的發展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。

2幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢

2.1硅材料

摘要本文重點對半導體硅材料，GaAs和InP單晶材料，半導體超晶格、量子阱材料，一維量子線、零維量子點半導體微結構材料，寬帶隙半導體材料，光子晶體材料，量子比特構建與材料等目前達到的水平和器件應用概況及其發展趨勢作了概述。最后，提出了發展我國半導體材料的建議。

關鍵詞半導體材料量子線量子點材料光子晶體

1半導體材料的戰略地位

上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術迅速發展并逐步形成了高新技術產業，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發展到“能帶工程”。納米科學技術的發展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。

2幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢

2.1硅材料

【內容摘要】電子封裝專業是一個相對較新而且包含內容較為豐富的專業，其本科教學模式也處于發展階段。基于電子封裝專業的多學科交叉及工程化應用較強等方面的特點，通過課程設置、實習基地建設和實驗平臺搭建，構建出從封裝專業的理論學習，到實際專業封裝生產線的感性認知，再到封裝設備的實踐操作這幾個方面對電子封裝專業本科教學模式進行探索。

【關鍵詞】電子封裝;課程設置;實習基地;實驗平臺

隨著電子技術的迅速發展，越來越多的電子器件應用到許多領域中，也帶動了相關行業的飛速發展。尤其是隨著物聯網技術的進步，各式各樣的傳感器構成了智能網絡的基礎。封裝技術作為電子產品領域中的關鍵技術之一，具有舉足輕重的作用。電子封裝是將利用半導體加工方法制備出的微元件、電路等用特定的封裝材料保護起來，形成機械保護并進行電學信號傳輸，從而構成微系統及工作環境的制造技術。由于電子封裝專業在半導體制程中屬于后道工序，其前道和半導體制備芯片相關聯，后道和器件的使用息息相關，所以其涵蓋的內容非常多，牽涉到材料、化學、電子、機械等學科，尤其許多新型傳感器的出現，對電子封裝專業提出了更高的要求。近些年來，電子封裝對器件的可靠性評價、性能測試等領域也開始有所擴展和延伸。作為一門較新的專業，電子封裝專業建設和本科生培養處于探索性階段。目前國內高校的電子封裝專業大多起源于材料學院，尤以焊接技術、金屬材料專業居多。如哈爾濱工業大學、上海交通大學、南京航空航天大學等。但是電子封裝專業作為一門全新的學科和專業，在信息技術飛速發展的今天，其本科生教育培養模式需要與時俱進，才能夠跟上當今時代的發展。江蘇科技大學電子與封裝專業借鑒了國內其他高校在電子封裝專業方面的建設，同時根據自身的特點，結合長三角地區半導體行業蓬勃發展的優勢，對電子封裝專業本科生培養及專業建設進行一些有益的探索。因此，本文從電子封裝專業的多學科交叉及工程化應用較強等方面的特點出發，通過課程設置、實習基地建設和實驗平臺搭建，從封裝專業的理論學習，到實際專業封裝生產線的感性認知，再到封裝設備的實踐操作，構建電子封裝專業的本科教學理論－認知－實踐的系統性模式。

一、課程設置

由于電子封裝專業是一門典型的交叉學科，牽涉到的基礎學科較多，因此在課程設置方面既要考慮到其知識專業性，又要考慮到其知識綜合性。江蘇科技大學立足于長三角區域，針對目前電子封裝技術專業存在較大的人才供需矛盾(據統計我國每年對電子封裝專業本科層次的人才需求超過7萬人)，以半導體材料和器件制備為基礎，結合電子元器件的設計與模擬，對電子元件的封裝材料、封裝工藝、封裝設計等方面進行基礎教育，培養電子封裝及其相關領域中工藝開發、材料改進、儀器研制等方面的專業工程技術人員。在專業課設置上，涵蓋從器件的原理、封裝的工藝和可靠性測試方面等，具體有以下7門專業必修課。半導體器件物理、微連接原理、電子封裝材料、封裝結構與工藝、電子封裝可靠性、封裝熱管理。在選修課程的設置上重視電子封裝專業中的基礎理論、實際應用、動手能力、思維開拓方面的培養，對目前迅速發展的封裝領域中的知識進行了綜合性的構建，從理論到實際，從工藝到應用，設置了10門專業選修課，包括微加工工藝、MEMS器件與封裝技術、電子設計自動化、集成電路設計、微電子制造及封裝設備、表面組裝技術、微波與射頻電路、電磁兼容技術、先進封裝技術、有限元技術及在封裝中的應用。江蘇科技大學電子封裝專業的課程體系設置，一方面體現了電子封裝專業的綜合化、專業化的特點，另一方面突出了實踐性和理論性結合的特色。尤其在現代化的教育體系下，既要突出學生的專業性特點，又要兼顧學生的知識綜合性，同時還需對目前學生的動手能力和實踐能力進行專業化培養。尤其對于半導體及信息技術專業方面日新月異的發展，開設了“先進封裝技術”課程，對目前晶圓級封裝、三維封裝等目前較為新穎的封裝模式進行關注，及時反映封裝領域的最新動態。

二、實習基地

寬帶隙的GaN基半導體在短波長發光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應用前景；對環保，其還是很適合于環保的材料體系。半導體照明產業發展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產業鏈。世界各國現在又投入了大量的人力、財力和物力，以期望取得GaN基高功率器件的突破，并且居于此領域的制高點。“氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景”文稿介紹了氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景的部分內容。

GaN、AlN、InN及其合金等材，是作為新材料的GaN系材料。對襯底材料進行評價要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是發展GaN基技術的重要目標。評價襯底材料要綜合考慮襯底與外延膜的晶格匹配、襯底與外延膜的熱膨脹系數匹配、襯底與外延膜的化學穩定性匹配、材料制備的難易程度及成本的高低的因素。InN的外延襯底材料就現在來講有廣泛應用的。自支撐同質外延襯底的研制對發展自主知識產權的氮化物半導體激光器、大功率高亮度半導體照明用LED，以及高功率微波器件等是很重要的。“氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發”文稿介紹了氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發的部分內容。

氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景

GaN是直接帶隙的材料，其光躍遷幾率比間接帶隙的高一個數量級。因此，寬帶隙的GaN基半導體在短波長發光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應用前景；對環保，其還是很適合于環保的材料體系。

1994年，日本的Nicha公司在GaN/Al2O3上取得突破，1995年，GaN器件第一次實現商品化。1998年，GaN基發光二極管LED市場規模為US$5.0億，2000年，市場規模擴大至US$13億。據權威專家的預計，GaN基LED及其所用的Al2O3襯底在國際市場上的市場成長期將達到50年之久。GaN基LED及其所用的Al2O3襯底具有獨特的優異物化性能，并且具有長久耐用性。預計，2005年GaN基器件的市場規模將擴大至US$30億，GaN基器件所用的Al2O3襯底的市場規模將擴大至US$5億。

半導體照明產業發展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產業鏈：