半導(dǎo)體工藝與技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體分立器件；工藝制造；影響與措施；可靠性；控制

中圖分類號 TN3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1674-6708（2016） 154-0041-01

在我國，半導(dǎo)體分離器使用最多、最廣泛的是Si和GaAs這兩種器件，但在現(xiàn)實使用中，這兩種半導(dǎo)體分離器會時常出現(xiàn)器件分離失靈的現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因有很多，但主要原因是半導(dǎo)體分離器的質(zhì)量不過關(guān)，影響半導(dǎo)體分離器質(zhì)量的因素主要有生產(chǎn)材料、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)環(huán)境等，本文詳細(xì)介紹了這些因素對生產(chǎn)半導(dǎo)體分離器質(zhì)量的影響機(jī)理及應(yīng)對措施。

1 工藝制造過程中的缺陷對器件與材料的可靠性與質(zhì)量影響

在半導(dǎo)體分離器生產(chǎn)過程中，每一個工藝控制點都有可能是造成器件缺陷，尤其在材料的切割和加工過程中，包括拋光、單晶排列、光刻及擴(kuò)散等工藝中很容易出現(xiàn)生產(chǎn)上的器件缺陷，除此之外，有些隱形缺陷可能會在后期使用過程中，受到電磁場、溫濕度和受力沖擊不均勻等因素的影響，加速老化導(dǎo)致分立器件失靈。以擴(kuò)散工藝舉例分析，在型號為P的Si矩陣中進(jìn)行磷擴(kuò)散工藝操作，在擴(kuò)散過程中，雖然磷的立體結(jié)構(gòu)與硅的立體結(jié)構(gòu)同為四面體構(gòu)型，但不同之處是磷的四面體結(jié)構(gòu)半徑要稍小于硅，這就導(dǎo)致了在磷的擴(kuò)散過程中，排擠、壓縮影響到硅的點陣排列，造成硅點陣排列錯配。出現(xiàn)這種點陣錯配之后，還會造成一系列后續(xù)影響，例如點陣排列不緊密會引入其他雜質(zhì)分子的擴(kuò)散并進(jìn)入點陣，進(jìn)一步加劇點陣的排列錯配，嚴(yán)重時引發(fā)基區(qū)陷落效應(yīng)，使半導(dǎo)體分離器的擊穿電壓大幅度減??；點陣錯配造成內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，在后期使用中，受溫度和電流變化影響，老化速度加劇，影響半導(dǎo)體器件的使用壽命。

2 關(guān)鍵工藝對半導(dǎo)體器件工藝的可靠性影響

半導(dǎo)體的分離器的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝同樣是考察器件制造工藝是否可靠的一項重要指標(biāo)，關(guān)鍵生產(chǎn)工藝主要包括：光刻工藝、材料金屬化工藝、物理干法腐蝕工藝和引線鍵合工藝。

2.1 光刻工藝對器件工藝的可靠性影響

光刻工藝屬于一項籠統(tǒng)的概括說法，可細(xì)分為五項工序：曝光、涂膠、堅膜、顯影和腐蝕。在光刻過程中容易出現(xiàn)的器件缺陷一般都是在材料的金屬化層面及金屬氧化層面，在這兩個層面出現(xiàn)的缺陷一般表現(xiàn)為毛刺、凸起（小島）、凹陷（針孔）和鉆蝕等，這些缺陷的產(chǎn)生會對半導(dǎo)體分離器件的后期使用造成不良影響，對半導(dǎo)體器件工藝的可靠性造成負(fù)面影響。

2.2 材料金屬化工藝對器件工藝的可靠性影響

在對生產(chǎn)材料進(jìn)行金屬化加工時，一般使用NaOH模具尖端作為加工工具，因此在拉絲模具中很容易造成Na+污染情況的發(fā)生，一旦出現(xiàn)Na+污染，那么在采用鎢絲加熱真空蒸發(fā)性金屬時，就一定會出現(xiàn)半導(dǎo)體器件氧化層Na+污染的情況，當(dāng)Na+污染的濃度達(dá)到5×1011～21013/cm2時，會嚴(yán)重影響到半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性，表現(xiàn)為電壓漂移及漏電等，對半導(dǎo)體分立器的使用造成不良影響。

2.3 物理干法腐蝕工藝對器件工藝的可靠性影響

物理干法腐蝕是一種非選擇性的定向刻蝕，在等離子體碰撞過沖，完成對半導(dǎo)體材料的精細(xì)加工，這種物理干法腐蝕包括兩種常用方法：反應(yīng)離子刻蝕法和化學(xué)物理干法腐蝕。反應(yīng)離子刻蝕對器件工藝可靠性影響主要表現(xiàn)在加劇分立器的反向漏電；化學(xué)物理干法腐蝕對不同的材料表現(xiàn)為不同的影響情況，存在較大差別。采用物理干法腐蝕處理半導(dǎo)體材料的機(jī)理是使用離子轟擊材料，這種處理方法會改變絕緣材料的絕緣性能，對被腐蝕的半導(dǎo)體材料同樣造成損傷影響，如果等離子體中混有高能光子，這種影響將會被擴(kuò)大加重。因此，控制物理干法腐蝕對材料的不良影響，重點在于控制等離子體的能量流，在科研工作人員的長期研究中發(fā)現(xiàn)了兩種應(yīng)對措施：1）對于因稼元素擴(kuò)散導(dǎo)致的接觸失效問題，有一種很好的應(yīng)對措施就是在半導(dǎo)體金屬化層中增添一種可以阻止稼元素擴(kuò)散的金屬層，起到保護(hù)半導(dǎo)體金屬化層的作用；2）對于因界面反應(yīng)引起柵下沉、基區(qū)塌陷，進(jìn)而導(dǎo)致半導(dǎo)體分立器失效問題，可以采用Ti、Pt、Au代替Al，Ti、W、Au代替Au，并加強(qiáng)對半導(dǎo)體金屬化層的厚度的控制。

2.4 引線鍵合工藝對器件工藝的可靠性影響

常用的引線鍵合工藝有3種：超聲鍵合、熱壓鍵合以及超聲熱壓鍵合。引線鍵合工藝的質(zhì)量高低主要參考引線粗細(xì)、引線長度、引線數(shù)量與鍵合位置等標(biāo)準(zhǔn)，在引線鍵合工藝中，不管采用哪種工藝，都會對半導(dǎo)體分立器的可靠性產(chǎn)生一定程度的不良影響，在采用超聲鍵合工藝時容易對管芯造成損傷，因此要嚴(yán)格控制超聲波的輸出功率及振動頻率，采用超聲熱壓鍵合時還應(yīng)注意控制芯片的鍵合溫度，該工藝對鍵合時間的控制要求較高。

3 半導(dǎo)體分立器件制造過程中的質(zhì)量控制

3.1 工藝環(huán)境控制

3.1.1 潔凈室空氣凈化控制

在半導(dǎo)體分立器生產(chǎn)過程中，對工作環(huán)境的要求和控制很重要，分立器件的光刻寬度越窄、有源區(qū)面積越大，對潔凈室凈化的要求就越高，通過調(diào)查研究和統(tǒng)計總結(jié)，得出潔凈室等級與半導(dǎo)體分立器件的芯片合格率的對應(yīng)關(guān)系如下：萬級潔凈室的合格率為68%，千級潔凈室的合格率為75%，百級潔凈室的合格率為98%，由此可見，潔凈室的凈化等級越高，半導(dǎo)體器件合格率越高，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制潔凈室的空氣凈化級別。

3.1.2 化學(xué)試劑的質(zhì)最控制

在加工半導(dǎo)體分立器件過程中，化學(xué)試劑的純度對器件工藝可靠性的影響很大，因此需要嚴(yán)格控制化學(xué)試劑的純度和雜質(zhì)含量，主要方法有：1）采用干法加工工藝，減少化學(xué)試劑的使用；2）注重化學(xué)試劑的儲存條件，防止在儲存過程中混入其他雜質(zhì)；3）采用顆粒在線檢測技術(shù)，嚴(yán)格控制亞微米、深亞微米工藝加工中的顆粒含量，提高半導(dǎo)體分立器件的質(zhì)量水平。

3.1.3 超純氣體的質(zhì)量控制

在實際的電子器件生產(chǎn)過程中，超純氣體的環(huán)境是很有必要的，我們最常用的超純氣體主要有：氮氣、氫氣和氧氣等。這些氣體的純度對生產(chǎn)半導(dǎo)體分立器件的質(zhì)量和可靠度都有著很大的影響。一般在氧化、外延、CVD、擴(kuò)散、刻蝕、封裝等加工工藝中的氣體純度要求達(dá)到99. 99995%以上。

3.2 防靜電措施

在半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過程中靜電釋放是損傷分立器件的重要原因之一，通過靜電釋放造成的器件輕微損傷，沒有明顯的外觀表征，因此在老化篩選中很難檢查排除，但這種隱形的器件損傷會在日后的使用中，受電流刺激和溫度變化等影響，會使隱形損傷進(jìn)一步擴(kuò)大，縮短了分立器件的使用壽命。為減小生產(chǎn)過程中的靜電影響，可以采取防靜電措施：1）穿戴防靜電或?qū)щ姷墓ぷ鞣托?）使用防靜電手環(huán)；3）操作臺要陪有防靜電桌墊；4）在開始工作前，員工要做靜電釋放，確認(rèn)自身與大地的零電勢差；5）對操作工具也應(yīng)進(jìn)行靜電測試或靜電釋放，確保工具不攜帶靜電。

第2篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：集成電路工藝原理；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

作者簡介：湯乃云（1976-），女，江蘇鹽城人，上海電力學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系，副教授。（上海?200090）

基金項目：本文系上海自然科學(xué)基金（B10ZR1412400）、上海市科技創(chuàng)新行動計劃地方院校能力建設(shè)項目（10110502200）資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）29-0046-01

微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需大量的高質(zhì)量集成電路人才。優(yōu)秀的集成電路設(shè)計工程師需要具備一定工藝基礎(chǔ)，集成電路工藝設(shè)計和操作人員更需要熟悉工藝原理及技術(shù)，以便獲得性能優(yōu)越、良率高的集成電路芯片。因此“集成電路工藝原理”是微電子專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，其主要內(nèi)容是介紹VLSI制造的主要工藝方法與原理，培養(yǎng)學(xué)生掌握半導(dǎo)體關(guān)鍵工藝方法及其原理，熟悉集成電路芯片制作的工藝流程，并具有一定工藝設(shè)計及分析、解決工藝問題的能力。課程的實踐性、技術(shù)性很強(qiáng)，需要大量的實踐課程作為補(bǔ)充。但是超大規(guī)模集成電路的制造設(shè)備價格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，運轉(zhuǎn)與維護(hù)費用很大，國內(nèi)僅有幾所大學(xué)擁有供科研、教學(xué)用的集成電路工藝線或工藝試驗線，很多高校開設(shè)的實驗課程僅為最基本的半導(dǎo)體平面工藝實驗，僅可以實現(xiàn)氧化、擴(kuò)散、光刻和淀積等單步工藝，而部分學(xué)校僅能開設(shè)工藝原理理論課程。所以，如何在理論教學(xué)的模式下，理論聯(lián)系實踐、提高教學(xué)質(zhì)量，通過課程建設(shè)和教學(xué)改革，改善集成電路工藝原理課程的教學(xué)效果是必要的。如何利用多種可能的方法開展工藝實驗的教學(xué)、加強(qiáng)對本專業(yè)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰蛯嶋H工作能力以及專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)、提高微電子工藝課程的教學(xué)質(zhì)量，是教師所面臨的緊迫問題。

一、循序漸進(jìn)，有增有減，科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容

1.選擇優(yōu)秀教材

集成電路的復(fù)雜性一直以指數(shù)增長的速度不斷增加，同時國內(nèi)的集成電路工藝技術(shù)與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，故首先考慮選用引進(jìn)的優(yōu)秀國外教材。本課程首選教材是國外電子與通信教材系列中美國James D.Plummer著的《硅超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)—理論、實踐與模型》中文翻譯本。這本教材的內(nèi)容豐富、全面介紹了集成電路制造過程中的各工藝步驟；同時技術(shù)先進(jìn)，該書包含了集成電路工藝中一些前沿技術(shù)，如用于亞0.125μm工藝的最新技術(shù)、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝。另外，該書與其他硅集成電路工藝技術(shù)的教科書相比，具有顯著的兩個優(yōu)點：其一是在書中第一章就介紹了一個完整的工藝過程。在教學(xué)過程中，一開始就對整個芯片的全部制造過程進(jìn)行全面的介紹，有且與學(xué)生正確建立有關(guān)后續(xù)章節(jié)中將要討論的各個不同的特定工藝步驟之間的相互聯(lián)系；其二是貫穿全書的從實際工藝中提取的“活性”成分及工藝設(shè)計模擬實例。這些模擬實例有助于清楚地顯示如氧化層的生長過程、摻雜劑的濃度分布情況或薄膜淀積的厚度等工藝參數(shù)隨著時間推進(jìn)的發(fā)展變化，有助于學(xué)生真正認(rèn)識和理解各種不同工藝步驟之間極其復(fù)雜的相互作用和影響。同時通過對這些模擬工具的學(xué)習(xí)和使用，有助于理論聯(lián)系實際，提高實踐教學(xué)效果。因而本教材是一本全面、先進(jìn)和可讀性強(qiáng)的專業(yè)書籍。

2.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容

如前所述，本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設(shè)計和分析能力。本課程僅32學(xué)時，而教材分11章，共602頁，所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內(nèi)容。對非關(guān)鍵工藝，如第1章的半導(dǎo)體器件，如PN二極管、雙極型晶體管等知識已經(jīng)在前續(xù)基礎(chǔ)課程“半導(dǎo)體物理2”和“半導(dǎo)體器件3”中詳細(xì)介紹，所以在課堂上不進(jìn)行講授。另一方面，合理安排教材內(nèi)容的講授次序。教材在講授晶片清洗后即進(jìn)入光刻內(nèi)容，考慮工藝流程的順序進(jìn)行教學(xué)更有利于學(xué)生理解，沒有按照教條的章節(jié)順序，教學(xué)內(nèi)容改變?yōu)榘凑涨逑础⒀趸?、擴(kuò)散、離子注入、光刻、薄膜淀積、刻蝕、后端工藝、工藝集成等順序進(jìn)行。

另一方面，關(guān)注集成電路工藝的最新進(jìn)展，及時將目前先進(jìn)、主流的工藝技術(shù)融入課程教學(xué)中，如在課堂教學(xué)中介紹INTEL公司即將投產(chǎn)的采用了22nm工藝的代號為“Ivy Bridge”的處理器等。同時，積極邀請企業(yè)工程師或?qū)＜议_展專題報告，將課程教學(xué)和行業(yè)工藝技術(shù)緊密結(jié)合，提高學(xué)生的積極性及主動性，提高教學(xué)效果。

3.引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正飛速發(fā)展，需要隨時跟蹤集成電路制造工藝的發(fā)展動態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn)，給學(xué)生布置若干集成電路工藝發(fā)展前沿與技術(shù)動態(tài)相關(guān)的專題，讓學(xué)生自行查閱、整理資料，每一專題選派同學(xué)在課堂上給大家講解。例如，在第一章講解集成電路工藝發(fā)展歷史時，要求同學(xué)前往國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃網(wǎng)站，閱讀最新年份的國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖，完成如最小特征指標(biāo)、工作電壓等相關(guān)技術(shù)指數(shù)的整理并作圖說明發(fā)展趨勢等。這樣一方面激發(fā)了學(xué)生的求知欲，另一方面培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)提高專業(yè)知識的能力。

二、豐富教學(xué)手段，進(jìn)行多樣化、形象化教學(xué)

第3篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】LED；OLED；發(fā)光原理；工藝

LED與OLED是當(dāng)今發(fā)光與顯示領(lǐng)域最熱門的技術(shù)與材料，就本質(zhì)來說，兩者都是半導(dǎo)體發(fā)光器件，LED采用了無機(jī)材料，而OLED采用的是有機(jī)材料。這就造成了他們在制造工藝和發(fā)光技術(shù)上的差別，因此也造成其面向的顯示領(lǐng)域的巨大不同。但相同的的是，他們在能效、功耗、數(shù)字化、模塊化等方面較傳統(tǒng)顯示（CRT LCD PDP）的巨大優(yōu)勢以及在制造工藝與成本等方面面臨的問題。

1.LED與OLED發(fā)光原理

LED，即發(fā)光二極管（Light Emitting Diode），是一種有鎵、砷與磷的化合物制成的二極管，其核心是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體晶片，在P型、N型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合形成激子時，就會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)化為光能。這種龍注入式電致發(fā)光原理制成的二極管，就叫做發(fā)光二極管，也就是俗稱的LED，當(dāng)他處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就會發(fā)出紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)，光的顏色與構(gòu)成材料有關(guān)。通常，磷砷化二鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。

OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light Emitting Diode），又稱有機(jī)電激光顯示。OLED的基本結(jié)構(gòu)是有一薄而透明的具有半導(dǎo)體特性的銦錫氧化物，與正極相連，再加上另一個金屬陰極。整個結(jié)構(gòu)層中包含：空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層。在電廠的作用下，陽極產(chǎn)生的空穴和陰極產(chǎn)生的電子就會發(fā)生移動，分別向空穴傳輸層和電子傳輸層注入，遷移到發(fā)光層。當(dāng)而正在發(fā)光層相遇時，產(chǎn)生能量激子，從而激發(fā)發(fā)光分子產(chǎn)生可見光。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時，正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅綠藍(lán)光，按照三基色原理形成基本色彩。

2.LED與OLED的差異

S雖然厚實發(fā)光半導(dǎo)體，但是LED與OLED的構(gòu)成上存在區(qū)別，主要區(qū)別在于：

1）OLED中的激子與LED的不同，LED通過注入的電子與空穴形成激子而發(fā)光，發(fā)光色取決于組成半導(dǎo)體的能帶間隙；OLED通過注入的電子與空穴形成激子，激子衰減而發(fā)光，發(fā)光色取決于有機(jī)分子的熒光光譜。

2）構(gòu)成LED的有機(jī)膜不論分子大小還是聚合物，一般都是無定形薄膜，（有機(jī)物采用熱蒸發(fā)，蒸發(fā)的分子在室溫基板上以過冷狀態(tài)形成薄膜），而且是帶隙很大的絕緣膜，而無機(jī)LED則是有序的參雜半導(dǎo)體單晶體。

3）在OLED中的載流子傳輸過程也與LED不同，在有機(jī)分子間的電荷移動靠的是分子離化，例如空穴在分子中的傳輸過程實際上是中性分子和帶正電荷的分子間的反復(fù)氧化和還原的過程。而無機(jī)半導(dǎo)體中電荷傳輸靠的是帶傳導(dǎo)。

3.LED與OLED顯示技術(shù)比較

LED結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，發(fā)光器件為單像素封裝，通常是在基板上生長一層層的半導(dǎo)體薄層，切割成數(shù)千管芯，再將管芯鑲嵌在反射碗上形成單個像素單元。與目前制作工藝制作出來的管芯尺寸皆超過200μm，對于許多現(xiàn)實起來說確實太大了，而RGB真彩色顯示需要3顆限速點組合在一起，所以難以制作成高分辨率的屏幕，目前使用的LED顯示屏幕實點距躲在10mm以上，部分產(chǎn)品可以做到1-2mm。但是因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，模塊化，能效高，因此很容易擴(kuò)展，是的大型屏幕甚至是超大型屏幕（100m2以上）的實現(xiàn)變得容易，因為，超大屏幕的觀看距離都在幾十米，甚至上千米。此外，由于LED所有發(fā)光器件都進(jìn)行完全的封裝，和環(huán)境無接觸，故而使用壽命都比較長，并且在相當(dāng)長的時間里性能幾乎沒有變化。但是OLED采用的是夾心結(jié)構(gòu)，由多層金屬盒分子化合物層疊而成，類似于印刷電路板，因此很容易做成高分辨率甚至是超高分辨率的屏幕，如果使用柔性材料，開可以制成各種形狀甚至是可折疊屏幕。但由于無法像LED一樣在每個發(fā)光器件上制作反射杯，因此OLED的光損耗較LED大，亮度和色彩也叫LED差。此外OLED發(fā)光過程中不斷的化合反應(yīng)，使其發(fā)光強(qiáng)度隨著時間而降低，使用壽命也要短得多。

另外一個影響的重要因素就是成本因素，從材料上來看，LED對于光色的控制需要改變的能帶間隙，對于半導(dǎo)體材料工藝的要求比較高，而OLED只需要改變有機(jī)分子熒光光譜，可以通過化學(xué)方法修正。從制作工藝復(fù)雜成都看，LED的單晶生長工藝要比OLED復(fù)雜得多，特別是影響LED全彩顯示的藍(lán)色LED，有機(jī)比無機(jī)更易于實現(xiàn)，而藍(lán)色OLED由于他的壽命問題，脫了OLED顯示技術(shù)的后腿。還有就是OLED成品率極低，12年的時候只能做到32，造成了成本的急劇上升，而LED成品率很高，從而造成了OLED的成本比LED高得多，最終限制了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)行。

4.LED與OLED顯示技術(shù)的前景

綜上所述，由于LED能效（可換算成單位面積發(fā)光強(qiáng)度和耗電比值），壽命方面的有點，以及像素單元機(jī)構(gòu)方面的特點，使其在超大顯示面積屏幕上有著先天的優(yōu)勢，其模塊化（市面上常見的是16×16和32×32等LED單元板）設(shè)計使大屏顯示結(jié)構(gòu)變得非常簡單，目前世界上大型單色、雙色、全彩色顯示屏，基本上都是LED，超大顯示屏甚至可以做到幾十千米的可視距離。但是LED的成本隨著像素間距下降而成平方級增長。間距下降30%，像素數(shù)量增加100%，而通常是在基板上生長一層層的半導(dǎo)體薄膜，切割成數(shù)千管芯，再將管芯鑲嵌在各應(yīng)用產(chǎn)品中。以目前的制作工藝制作出來的管芯尺寸皆超過200μm，對于許多室內(nèi)用的顯示屏幕來說太大了，因此目前的LED技術(shù)并不合適。

OLED在能效和光色方面不如LED，而且壽命也短，但是成本較低，最主要的是像素很高，適合做高清顯示屏，其主要對手是TFT-LCD。TFT-LCD需要背光源，OLED本身就是發(fā)光材料，因此在能耗和亮度方面OLED有壓倒性優(yōu)勢，但是依然需要解決的是成本問題，OLED成本比TFT-LCD高出不止一倍，使得其主要的應(yīng)用只能在智能手機(jī)和高端筆記本的顯示屏上，但是隨著技術(shù)的成熟，成品率提高，藍(lán)光OLED得等到解決，OLED必然如LCD取代CRT和一樣取代LCD。

5.總結(jié)

無論是LED還是OLED，目前都還存在適用局限性的問題。OLED技術(shù)已經(jīng)漸趨成熟，隨著生產(chǎn)工藝改進(jìn)，有望在近幾年逐步取代LCD。總體性能上無機(jī)LED還是更加有優(yōu)勢，但是在成本和工藝上存在問題，無法小型化。2009年，美國成功制成50μm的無機(jī)LED芯片方塊，雖然目前技術(shù)還不成熟，同時，還是只能做出紅光顯示器，但是，隨著他們進(jìn)一步的研究，實用化的微型無機(jī)LED芯片早晚會成為下一代顯示技術(shù)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]沈培宏.OLED發(fā)光及顯示技術(shù).光電技術(shù)，2005年第1期

第4篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型人才 集成電路工藝基礎(chǔ) 實驗教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.047

The Research of Experimental Teaching on "Integrated Circuit

Process Foundation" in Independent College

WEN Yi， HU Yunfeng

（University of Electronic Science and Technology of China， Zhongshan Institute， Zhongshan， Guangdong 528402）

Abstract Combining electronic science and technology applied talents training model in independence colleges， the experimental teaching was discussed on the "integrated circuit process foundation" course. The course was composed of simulation multimedia teaching system， basic semiconductor planar process experiment， process simulation software and school-enterprise cooperation. With the author's teaching practice， the enthusiasm of students was trying to effectively mobilized， and the development of students' learning ability and practical ability to train qualified electronic information applied talents was promoted.

Key words applied talents; integrated circuit process foundation; experimental teaching

0 引言

微電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)微電子學(xué)領(lǐng)域的高層次工程技術(shù)人才為目標(biāo)，學(xué)生畢業(yè)后能從事電子器件、集成電路和集成系統(tǒng)的設(shè)計和制造，以及相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的研制與開發(fā)等方面工作。

“集成電路工藝基礎(chǔ)”是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，講授半導(dǎo)體器件和集成電路制造的單項工藝基本原理和整體工藝流程。本課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的必要組成部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該具備一定工藝分析、設(shè)計以及解決工藝問題的能力。

集成電路工藝實驗作為“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的課內(nèi)實驗，是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)的重要組成部分，具有實踐性很強(qiáng)、實踐和理論結(jié)合緊密的特點。加強(qiáng)工藝實驗教學(xué)對于培養(yǎng)高質(zhì)量的集成電路專業(yè)人才十分必要。但是集成電路的制造設(shè)備價格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，限制了工藝實驗教學(xué)在高校的開展。國內(nèi)僅少數(shù)重點大學(xué)能夠承受巨大的運營費用，擁有簡化的集成電路工藝線或工藝試驗線供科研、教學(xué)使用。而大多數(shù)學(xué)校只能依靠到研究所或Foundry廠進(jìn)行參觀式的實習(xí)來解決工藝實驗問題，這對于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2003年，現(xiàn)每屆招收本科生約120人，多年內(nèi)為珠三角地區(qū)培養(yǎng)了大量專業(yè)人才。隨著集成電路技術(shù)日新月異的發(fā)展，對從業(yè)人員的要求也不斷升級，所以工藝實驗教學(xué)也必須與時俱進(jìn)。作為獨立學(xué)院，如何結(jié)合自身實際地進(jìn)行工藝實驗室建設(shè)、采用多種方法手段開展工藝實驗的教學(xué)，提高集成電路工藝課程的教學(xué)質(zhì)量，是我們所面臨的緊迫問題。本文以“集成電路工藝基礎(chǔ)”實驗教學(xué)實踐為研究對象，針對獨立學(xué)院學(xué)生理論基礎(chǔ)較為薄弱，動手熱情比較高的特點，就該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了探討。

1 “集成電路工藝基礎(chǔ)”的實驗教學(xué)

“集成電路工藝基礎(chǔ)”具有涉及知識面廣，教學(xué)內(nèi)容信息量大，綜合性強(qiáng)，理論與實踐結(jié)合緊密的特點，課程教學(xué)難度相對較大。同時獨立學(xué)院相應(yīng)配套的實驗教學(xué)設(shè)備較為缺乏。為了提高學(xué)生對該課程的興趣，取得更好的實驗教學(xué)效果，讓學(xué)生能將理論應(yīng)用于實踐，具有較強(qiáng)的集成電路生產(chǎn)實踐和設(shè)計開發(fā)能力，筆者從如下幾方面對實驗教學(xué)進(jìn)行了嘗試。

1.1 工藝模擬多媒體教學(xué)系統(tǒng)

運用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，很難讓學(xué)生理解抽象的器件結(jié)構(gòu)和工藝流程并產(chǎn)生興趣。我院購置了清華大學(xué)微電子所的集成電路工藝多媒體教學(xué)系統(tǒng)，幫助學(xué)生對集成電路工藝流程有一個全面生動的認(rèn)識。該系統(tǒng)提供擴(kuò)散、氧化和離子注入三項工藝設(shè)備的操作模擬，充分利用多媒體技術(shù)，將聲光電等多種素材進(jìn)行合理的處理，做到圖文聲像并茂，力爭使抽象的知識形象化，獲得直觀、豐富、生動的教學(xué)效果。該系統(tǒng)涉及大量的集成電路制造實際場景與特殊細(xì)節(jié)，能較全面地展示Foundry廠的集成電路生產(chǎn)環(huán)境和工藝流程。內(nèi)容豐富、身臨其境的工藝模擬能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解理論知識。

此外，在工藝課程的課堂教學(xué)過程中，嘗試?yán)脤W(xué)生自學(xué)討論作為輔助的形式。針對某些章節(jié)，老師課前提出問題，安排學(xué)生分組準(zhǔn)備，自習(xí)上網(wǎng)收集最新的與集成電路工藝實驗相關(guān)的資料，整理中、英文文獻(xiàn)，制作內(nèi)容生動的PPT在課堂上演示并展開討論，最后歸納總結(jié)。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)和小組合作作學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高網(wǎng)上查找、整理資料的能力，也為老師的多媒體課件制作提供了素材，豐富了老師的教學(xué)內(nèi)容。

1.2 基礎(chǔ)的半導(dǎo)體平面工藝實驗

學(xué)院一直非常重視電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)問題，在實驗室配置方面的資金投入力度比較大。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，近年來實驗室購置了一批集成電路工藝實驗設(shè)備和儀器，如光刻機(jī)、涂膠機(jī)、氧化反應(yīng)室、磁控濺射設(shè)備、半導(dǎo)體特性測試系統(tǒng)和掃描電子顯微鏡等，為集成電路工藝實驗教學(xué)的開展打下了良好的物質(zhì)基礎(chǔ) 。

在集成電路專業(yè)教學(xué)中，工藝實驗是非常重要的環(huán)節(jié);讓學(xué)生進(jìn)行實際操作，對于培養(yǎng)應(yīng)用型人才也是非常必要的。通過調(diào)研考察兄弟院校的工藝實驗開展情況，結(jié)合我院的實際情況和條件，確定了我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)半導(dǎo)體平面工藝實驗項目，如氧化（硅片熱氧化實驗）、擴(kuò)散（硅片摻雜實驗）、光刻（硅片上選擇刻蝕窗口的實驗）、淀積（PVD、CVD薄膜制備的實驗）等。

這些設(shè)備和儀器，除了用于工藝課程實驗教學(xué)外，平時還開放給本科生畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生創(chuàng)新項目及研究生科研等。通過實際動手操作，使學(xué)生能將所學(xué)理論知識運用到實際中，既培養(yǎng)了學(xué)生的實際操作能力，又引導(dǎo)學(xué)生在實踐中掌握分析問題、解決問題的科學(xué)方法，加深了對集成電路工藝技術(shù)和原理的理解。

1.3 工藝仿真軟件

現(xiàn)代集成電路的發(fā)展離不開計算機(jī)技術(shù)的支持，所以要重視計算機(jī)仿真在課程中的作用。TCAD（Technology Computer Aided Design）產(chǎn)品是研究、設(shè)計與開發(fā)半導(dǎo)體器件和工藝所必需的先進(jìn)工具。它可以準(zhǔn)確地模擬研究所和Foundry廠里的集成電路工藝流程，對由該工藝流程制作出的半導(dǎo)體器件的性能進(jìn)行仿真，也能設(shè)計與仿真太陽能電池、納米器件等新型器件。

利用美國SILVACO公司的TCAD產(chǎn)品，筆者為工藝課程開設(shè)了課內(nèi)仿真實驗，實驗項目包括薄膜電阻、二極管、NMOS等基本器件的設(shè)計和工藝流程仿真。通過ATHENA和ATLAS軟件教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生仿真設(shè)計基本的半導(dǎo)體器件，模擬工藝流程，從而鞏固所學(xué)理論知識，使學(xué)生將工藝和以前學(xué)過的半導(dǎo)體器件的內(nèi)容融合起來。學(xué)生在計算機(jī)上通過軟件進(jìn)行仿真實驗，既可以深入研究仿真的工藝流程細(xì)節(jié)，又可以彌補(bǔ)由于設(shè)備條件的制約帶來的某些實驗項目暫時無法開出的不足。

1.4 校企合作

培養(yǎng)應(yīng)用型人才還必須結(jié)合校企合作。珠三角地區(qū)是微電子產(chǎn)業(yè)的聚集地，企業(yè)眾多，行業(yè)發(fā)展前景好。加強(qiáng)校企聯(lián)系，可以做到合作共贏，共同發(fā)展。通過組織學(xué)生到半導(dǎo)體生產(chǎn)測試企業(yè)參觀實習(xí)，如深圳方正微電子、珠海南科、中山木林森LED等，讓學(xué)生親身體驗半導(dǎo)體企業(yè)的生產(chǎn)過程，感受集成電路工廠的生產(chǎn)環(huán)境，了解本行業(yè)國內(nèi)外發(fā)展的概況，從而彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作。目前，學(xué)院與這些半導(dǎo)體生產(chǎn)測試企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，每屆畢業(yè)生都有進(jìn)入上述企業(yè)工作的。他們在工作崗位上表現(xiàn)良好，獲得用人單位的好評，既為企業(yè)輸送了合格人才，也為往后學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃樹立了榜樣，拓展了學(xué)生的就業(yè)渠道。

2 結(jié)束語

經(jīng)過筆者幾年來的實踐，在“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實驗教學(xué)中，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了改進(jìn)，形式多樣，互為補(bǔ)充，內(nèi)容全面、新穎，注重學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)，對提高學(xué)生整體素質(zhì)起到了積極作用，實現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。當(dāng)然，“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實驗教學(xué)還有很大的改進(jìn)空間，我們還需要在實踐中不斷地改革與探索，將其逐步趨于完善，使其在培養(yǎng)獨立學(xué)院應(yīng)用型人才的過程中發(fā)揮巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

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[3] 梁齊，楊明武，劉聲雷.微電子工藝實驗教學(xué)模式探索[J].實驗室科學(xué)，2008.1.

第5篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

與無機(jī)晶體管相比，有機(jī)薄膜晶體管具有下述主要優(yōu)點:有機(jī)薄膜的成膜技術(shù)更多、更新，如Langmuir－Blodgett（LB）技術(shù)、分子自組裝技術(shù)、真空蒸鍍、噴墨打印等，從而使制作工藝簡單、多樣、成本低；器件的尺寸能做得更小，集成度更高，分子尺度的減小和集成度的提高意味著操作功率的減小以及運算速度的提高；以有機(jī)聚合物制成的晶體管，其電性能可通過對有機(jī)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎椂玫綕M意的結(jié)果；有機(jī)物易于獲得，有機(jī)場效應(yīng)管的制作工藝也更為簡單，它并不要求嚴(yán)格的控制氣氛條件和苛刻的純度要求，因而能有效地降低器件的成本；全部由有機(jī)材料制備的所謂“全有機(jī)”的晶體管呈現(xiàn)出非常好的柔韌性，而且質(zhì)量輕，攜帶方便。有研究表明，對器件進(jìn)行適度的扭曲或彎曲，器件的電特性并沒有顯著的改變。良好的柔韌性進(jìn)一步拓寬了有機(jī)晶體管的使用范圍。

OTFT的研究歷程

OTFT遷移率和開關(guān)電流比是其兩個重要的參數(shù):晶體管的遷移率越大，實際運作速度越快;開關(guān)電流比越大，所驅(qū)動的器件的對比度越好。

1980年年初，人們將有機(jī)半導(dǎo)體聚噻吩引入晶體管中，開創(chuàng)了有機(jī)薄膜晶體管的研究。但令人遺憾的是當(dāng)時器件的遷移率只有1×10-5 cm2/V•s，工作頻率只有1 Hz左右，開關(guān)電流比102～103。在近20年的研究過程中，為提高器件的載流子遷移率、工作頻率和降低驅(qū)動電壓，人們在尋找新的有機(jī)材料、改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)和制備工藝等方面進(jìn)行了大量的工作。

1997年，人們利用并五苯作為有機(jī)材料采用層積法制作的有機(jī)薄膜場晶體管的遷移率達(dá)到了0.7 cm2/V•s，開關(guān)電流比為1×108，這足以和無定形硅薄膜晶體管（遷移率0.5 cm2/V•s，開關(guān)電流比為1×108）相媲美。2000年，Bell實驗室的J.H.Schon等人利用并四苯單晶作有源層，利用雙場效應(yīng)制成有機(jī)電注入激光器，在室溫下器件的載流子遷移率達(dá)到2 cm2/V•s，低溫下可達(dá)到1×103～1×105 cm2/V•s，開辟了新的有機(jī)器件的研究領(lǐng)域。2001年，貝爾實驗室的科學(xué)家利用高純的并五苯單晶使載流子遷移率達(dá)到3.2 cm2/V•s，開關(guān)電流比達(dá)到1×109，工作頻率達(dá)到700 kHz～11 MHz。

聚合物材料中，六噻吩是目前發(fā)現(xiàn)的遷移率最高的有機(jī)材料，利用做有機(jī)半導(dǎo)體制作的OTFT中，電子和空穴的遷移率分別達(dá)到0.7 cm2/V•s和1.1 cm2/V•s。1994年，利用打印法制備了全聚合物的OTFT，得到的晶體管載流子遷移率達(dá)到0.06 cm2/V•s，為OTFT的廉價和大面積制備打下了基礎(chǔ)。最近，劍橋大學(xué)和愛普生公司利用噴墨打印法，采用由于親水性和疏水性而產(chǎn)生自組織化特性的聚合物P3HT制成晶體管，器件的電極都為高分子材料，溝道長度達(dá)5～10 mm，載流子遷移率達(dá)到0.02～0.1 cm2/V•s，開關(guān)電流比達(dá)到1×105，工作頻率達(dá)到250 Hz。這使得有機(jī)薄膜場效應(yīng)晶體管的低成本、批量生產(chǎn)成為可能。目前，器件的載流子遷移率可達(dá)到1 cm2/V•s，開關(guān)電流比達(dá)到1×107。

OTFT的制作工藝

從制作方式來區(qū)分，OTFT有真空沉淀和溶液處理兩種方式。

真空沉淀技術(shù)一般用于有機(jī)小分子材料，經(jīng)常使用的方法有兩種：一種是熱蒸鍍；另一種是氣相沉淀。其中，熱蒸鍍是將有機(jī)材料置于坩鍋中，加熱至材料的升華溫度，使得材料在基板上沉淀。利用真空蒸鍍制備有機(jī)器件是目前最廣泛使用的工藝。有機(jī)材料的純度對于晶體的生長有相當(dāng)大的影響，為了提高純度，可以使用熱梯度法。

而氣相沉淀與熱蒸鍍最大的差別在于利用惰性氣體為媒介氣體，將有機(jī)蒸汽帶到基板上。并且基板擺放也與熱蒸鍍相反，基板位于腔體下方，有機(jī)蒸汽經(jīng)過蒸汽噴頭由下而上至基板。

溶液處理方式可用于聚合物和可溶解的有機(jī)小分子，包括旋轉(zhuǎn)涂布和噴墨打印等方法。旋轉(zhuǎn)噴涂是將有機(jī)材料溶于有機(jī)溶劑，均勻地涂在基板上，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)形成有機(jī)薄膜。溶液的濃度和旋轉(zhuǎn)的速度影響有機(jī)薄膜的厚度和均勻性。印刷技術(shù)包括屏幕打印、噴墨打印和接觸打印等方法。國際上，已有多個實驗室用印刷技術(shù)制備有機(jī)薄膜晶體管，其中研制印刷用試劑是關(guān)鍵，各種有機(jī)半導(dǎo)體或絕緣體都可按某種花樣圖案，一層一層地印制在柔性襯底上，最后成為一個完整有機(jī)薄膜晶體管。目前，研究集中在打印技術(shù)方面，其線寬可小于1 μm。其中噴墨打印法就是像打印機(jī)打字一樣將有機(jī)打印到襯底材料上。用噴墨打印頭制備的有機(jī)晶體管陣列的級延遲小于40 μs，雖無法和硅器件相比，但已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。這項技術(shù)的發(fā)展為大規(guī)模、大尺寸產(chǎn)品生產(chǎn)提供了工藝方法。

OTFT的材料

OTFT最關(guān)鍵的技術(shù)之一是有機(jī)半導(dǎo)體材料。有機(jī)薄膜晶體管對所用的有機(jī)半導(dǎo)體材料有著特殊的要求：高遷移率、低本征電導(dǎo)率。高遷移率是為了保證器件的開關(guān)速度，低本征電導(dǎo)率是為了盡可能地降低器件的漏電流，從而提高器件的開關(guān)比，增加器件的可靠性。

按照材料傳輸載流子電荷的不同，可分為N型半導(dǎo)體材料和P型半導(dǎo)體材料。N型半導(dǎo)體是指載流子電荷為負(fù)，即載流子為電子；P型半導(dǎo)體是指載流子電荷為正，即載流子為空穴。

目前用于有機(jī)薄膜晶體管的N型材料主要以富勒烯（C60）為代表。它的電荷遷移率遠(yuǎn)高于其他N型材料，利用這種材料制備的有機(jī)薄膜晶體管的遷移率可以達(dá)到0.1 cm2/V•s，開關(guān)電流比超過105。其他材料有C70、 四羧酸類材料等，但性能并不理想。同時由于這類N型半導(dǎo)體材料對空氣和水比較敏感，所以制備的器件的性能不穩(wěn)定。

多數(shù)有機(jī)材料都是P型半導(dǎo)體，包括金屬配合物、寡聚材料、聚合物。酞菁類化合物是制備OTFT最早使用的材料，也是常用材料之一。通過取代中間的金屬，可以得到各種配位化合物，所制備的器件的遷移率在10-4～10-2 cm2/V•s的范圍內(nèi)。寡聚噻吩是寡聚材料的代表，在OTFT的研究中被大量使用，它可以通過調(diào)整分子的結(jié)構(gòu)和長度來控制載流子的傳輸，也可以通過修飾分子以改善分子的連接形式。曾被使用過的材料有并四苯、并五苯、并六苯、紅熒烯和蒽等，其中并五苯所制作的器件的特性是現(xiàn)階段最優(yōu)秀的，遷移率超過2 cm2/V•s，開關(guān)電流比達(dá)到108。聚合物也是較早使用在OTFT中的材料，包括聚吡咯、聚噻吩、聚苯酚、聚2,5噻吩乙炔等。第一個OTFT所用的半導(dǎo)體材料也是高分子半導(dǎo)體材料，但當(dāng)時的載流子遷移率只有10-5 cm2/V•s。在人們的不斷改進(jìn)下，聚合物器件性能不斷提高，目前利用聚合物半導(dǎo)體材料制備的OTFT的載流子遷移率達(dá)到了0.1 cm2/V•s。

除有機(jī)半導(dǎo)體材料外，絕緣層材料和電極也對OTFT的性能有重大影響。

由于半導(dǎo)體材料一般沉淀到絕緣層上，因此絕緣層表面的性質(zhì)對半導(dǎo)體材料成膜的形貌和載流子傳輸都有重要的影響。按照材料的元素不同，可分為無機(jī)絕緣材料和有機(jī)絕緣材料。無機(jī)材料包括SiO2、SiNx、Al2O3等。與無機(jī)材料相比，有機(jī)絕緣材料具有工藝簡單、成本低廉、可制作在柔性基板上等優(yōu)點，包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚酰亞胺（PI）、聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯基苯酚（PVP）等。對絕緣層表面進(jìn)行加工和修飾也可以提高器件的性能。

選擇金屬電極材料的基本原則是電極可以與有機(jī)半導(dǎo)體形成很好的能級匹配。對于p型有機(jī)半導(dǎo)體材料，要求電極的功函數(shù)與材料的HOMO能級之間的勢壘較??；而對于n型材料，要求電極的功函數(shù)與材料的LOMO能級之間的勢壘較小，以減少因勢壘存在而導(dǎo)致器件性能下降，提高載流子的注入效率。常用電極材料有金屬的鋁、金、鉑、鉻、ITO、石墨等。

OTFT的發(fā)展方向

OTFT的研究已經(jīng)廣泛地進(jìn)行，但目前仍然存在許多缺點和問題：現(xiàn)有的關(guān)于半導(dǎo)體能帶理論是建立在無機(jī)材料的基礎(chǔ)上，對OTFT中一些現(xiàn)象無法給出合理的解釋。有機(jī)薄膜晶體管的開關(guān)速度不穩(wěn)，在晶體管的內(nèi)部可能發(fā)生擺動，從而使各種信息滯后。大多數(shù)有機(jī)材料的遷移率都很低，與無機(jī)多晶和單晶材料的遷移率相比要小得多，因而其導(dǎo)電性并不盡如人意。有機(jī)半導(dǎo)體材料大多數(shù)為p形材料，n型材料較少，類型過于單一，這也限制了有機(jī)晶體管的進(jìn)一步發(fā)展。外界環(huán)境如水、氧以及光和溫度等，都對OTFT器件的穩(wěn)定性有重大的影響，導(dǎo)致器件性能的衰減。

第6篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

凸版印刷采用透明非結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體,試制出了將制造工藝控制在低溫狀態(tài)的涂布型薄膜晶體管“Thin Film Transistor(TFT)”,并成功地驅(qū)動了電泳方式的可彎曲顯示器(E-ink電子紙)。

該顯示器通過印刷法涂布氧化物半導(dǎo)體層,其它層采用與普通TFT相同的制造工藝形成。凸版印刷與德國材料廠商贏創(chuàng)工業(yè)(Evonik Industries AG)共同改進(jìn)了透明非結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體材料,并將TFT制造工藝中的最高溫度降至比原來低100℃之多的較低溫度(270℃)。由此,可以將TFT的基材由玻璃改為具有柔軟性的樹脂(耐熱薄膜)來實現(xiàn)柔性顯示器。另外,通過在制造工藝中使用涂布方式,與原來的真空成膜法相比在簡化生產(chǎn)設(shè)備、提高生產(chǎn)效率等降低制造成本方面已有眉目。

顯示器相關(guān)專業(yè)調(diào)查公司韓國Displaybank表示,由于以美國為首的電子書閱讀器的普及,預(yù)計電子紙市場將在2017年達(dá)到接近6,000億日元的規(guī)模。電子紙要求具有輕量性和柔軟性,此次新開發(fā)的產(chǎn)品可在塑料基材上制造TFT,容易滿足這些要求。氧化物半導(dǎo)體的使用自2004年11月東京工業(yè)大學(xué)教授細(xì)野秀雄領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)出α- InGaZnO TFT以來備受關(guān)注,由于擁有高遷移率、穩(wěn)定性、低工藝溫度、可大面積均勻成膜以及可形成透明涂布等原來硅類半導(dǎo)體和有機(jī)半導(dǎo)體所沒有的特性,許多企業(yè)都在積極進(jìn)行研發(fā)和試制工作。

試制的顯示器的參數(shù)如下,尺寸為對角2英寸(像素數(shù)為80×60),TFT基材為玻璃,半導(dǎo)體材料為透明非結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體。特性方面,TFT遷移率超過0.5cm2/Vs,ON/OFF比超過105(與普通的非晶硅TFT相同)。

彩色電子紙開發(fā)不斷升溫,實現(xiàn)動態(tài)影像顯示的同時更像“紙”

可顯示色彩的電子紙將會在2010年以后不斷面世。例如,普利司通將于2010年春季開始,為日本關(guān)西Urban銀行試驗運行彩色電子紙終端。該終端上采用的電子紙為普利司通開發(fā)的“電子粉流體”技術(shù)。該終端可顯示4,096色,尺寸為A4大小(13.1英寸)。

決定收購全球最大電子紙廠商――美國E Ink的臺灣元太科技(Prime View International,PVI)也計劃于2010年6月前后開始供貨彩色電子紙。E Ink和元太科技在2009年10月底舉辦的“FPD International 2009”展會上,均展出了9.7英寸及6英寸的彩色電子紙。此外,收購了排名電子紙業(yè)界第2位的美國矽峰(SiPix Imaging)公司的臺灣友達(dá)光電(AU Optronics,AUO),也計劃于2011年年初開始提供彩色電子紙。

第7篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】廠務(wù)；工藝?yán)鋮s水；超純水；反滲透；蒸汽

1前言

在半導(dǎo)體生產(chǎn)中工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)和超純水系統(tǒng)是廠務(wù)運行中的兩個完全獨立的，非常重要的支撐系統(tǒng)，但隨著廠務(wù)節(jié)能工作的深入開展，廠務(wù)運行管理的不斷優(yōu)化，依托對系統(tǒng)原理的透徹理解，這兩個看似毫無關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)卻有著如此的深層關(guān)聯(lián)，思維的突破與廠務(wù)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合給我們帶來了節(jié)能新策略，新收獲。

2系統(tǒng)介紹及運用

2.1工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)

2.1.1簡介

系統(tǒng)設(shè)計及運行常規(guī)要求：出水溫度要求20±2℃，顆粒過濾精度45um，電導(dǎo)10us/cm，壓力0.45MPa。工藝?yán)鋮s水管路系統(tǒng)應(yīng)采用304不銹鋼管，閥門過流部分也應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)，板式換熱器材質(zhì)316L，為充分保證系統(tǒng)不間斷運行，也有考慮雙電源設(shè)計和管路失壓備泵自投功能。

2.1.2運行原理

工藝?yán)鋮s水回水經(jīng)水泵加壓進(jìn)入板式換熱器，經(jīng)過濾器后送水，經(jīng)工藝設(shè)備循環(huán)。溫度依靠送水溫度傳感器信號來調(diào)節(jié)板換冷側(cè)冷凍水調(diào)節(jié)閥的開度來保證，壓力依靠送水壓力傳感器信號來調(diào)節(jié)送水泵頻率來保證，閉式系統(tǒng)回水定壓由膨脹水箱或囊式定壓罐來實現(xiàn)，補(bǔ)水采用RO水來保證電導(dǎo)率。其中板式換熱器一般以進(jìn)出水5℃溫差來考慮。半導(dǎo)體廠房一般工藝?yán)鋮s水的流量都很大，大多超100T/H，以150T/H為例，冷量需求740KW，基于半導(dǎo)體生產(chǎn)的連續(xù)性，此部分恒定熱能如能回用與有加熱需求場合，對冷凍負(fù)荷的降低和熱源需求降低是雙重利好。

2.2超純水系統(tǒng)

2.2.1簡介

2.2.2超純水制造中水溫的控制

第8篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：電纜中間頭故障；半導(dǎo)體層；冷縮管

中圖分類號：TM505 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0126-02

對于電纜線路而言，電纜中間接頭是薄弱環(huán)節(jié)，大部分電纜線路故障發(fā)生在這里，電纜中間接頭質(zhì)量好壞直接影響到電纜線路的安全運行。電纜冷縮中間接頭因其安裝方便，無需專用工具，且具有絕緣性能好、耐高溫及酸堿性、安裝便利等特點，現(xiàn)已基本取代熱縮中間頭，在中壓配電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。但近兩年來，由于施工工藝缺陷、中間頭制作質(zhì)量等問題，導(dǎo)致部分冷縮中間頭經(jīng)常發(fā)生絕緣擊穿。本文通過闡述冷縮電纜中間頭工藝原理及制作關(guān)鍵技術(shù)要求，對一起電纜中間頭故障原因進(jìn)行深入分析，查找故障原因，并對電纜線路安全運行提出建議。

1 冷縮電纜中間頭工藝原理

冷縮電纜中間頭是利用彈性體材料（常用的有硅橡膠和乙丙橡膠）在工廠內(nèi)注射硫化成型，再經(jīng)擴(kuò)徑、襯以塑料螺旋支撐物構(gòu)成各種電纜附件的部件?，F(xiàn)場安裝時，將這些預(yù)擴(kuò)張件套在經(jīng)過處理后的電纜末端或接頭處，抽出內(nèi)部支撐的塑料螺旋條，壓緊在電纜絕緣上而構(gòu)成的電纜附件。因為它是在常溫下靠彈性回縮力，而不是像熱收縮電纜附件要用火加熱收縮，故稱冷縮電纜附件。在沒有安裝到電纜之前，冷縮電纜附件是處于高張力狀態(tài)之下，因此它必須在貯存期內(nèi)使用，以確保其彈性應(yīng)力不松馳，從而保證良好的界面特性。

2 冷縮電纜中間頭安裝注意事項

2.1 作業(yè)條件

電纜頭的制作必須在天氣晴朗、空氣干燥的情況下進(jìn)行，其空氣相對濕度宜為70%及以下，當(dāng)濕度大時，可提高環(huán)境溫度或加熱電纜，也可搭設(shè)臨時工棚，嚴(yán)禁在霧或雨中施工。施工場地應(yīng)清潔，無飛揚的灰塵或紙屑。制作用的10kV電纜絕緣狀態(tài)良好、外觀應(yīng)整潔無破損，無受潮，電纜內(nèi)不得進(jìn)水，并做絕緣電阻試驗，經(jīng)試驗合格后方可進(jìn)行，對暫緩制作的電纜頭應(yīng)用密封膠密封。

2.2 制作過程中重要注意事項

2.2.1 在施工之前充分做好各項準(zhǔn)備工作，制作前必須認(rèn)真閱讀電纜頭制作說明書，詳細(xì)掌握制作的工藝要求，在安裝過程中嚴(yán)格按說明書要求步驟制作，切不可只憑經(jīng)驗進(jìn)行施工。

2.2.2 交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層強(qiáng)度較大，剝切困難，剝切時小心謹(jǐn)慎，特別是在剝切半導(dǎo)體層時，避免傷到線芯的主絕緣。施工時如在主絕緣上留下細(xì)小劃痕，必須用紗布進(jìn)行軸向打磨，并涂上少量硅脂。半導(dǎo)體層的切口應(yīng)整齊，起倒角，半導(dǎo)體層與主絕緣交界處平滑過渡，無明顯臺階。

2.2.3 保證制作時不間斷，盡量縮短制作時間。從剝切電纜開始應(yīng)連續(xù)操作直至完成，縮短絕緣暴露時間，防止侵入雜質(zhì)、水分、氣體、灰塵等。制作完成后必須靜置30分鐘以上方可移動電纜。

2.2.4 應(yīng)力冷縮管的中間標(biāo)線必須與壓接管的中心線保持一致。防止一側(cè)搭接過多，一側(cè)搭接過少。要注意在電纜絕緣半導(dǎo)電層與主絕緣層斷口處均勻涂抹硅脂，以達(dá)到及排除氣體的目的。

2.2.5 電纜半導(dǎo)體層剝切后，必須用砂紙和清洗劑清擦干凈主絕緣表面，清擦?xí)r應(yīng)從線芯向半導(dǎo)層方向進(jìn)行，不得來回擦洗，清洗劑和砂紙不得碰到外半導(dǎo)電層，嚴(yán)禁用接觸過半導(dǎo)體屏蔽層的清洗紙清洗主絕緣層表面。

3 冷縮電纜中間頭的故障原因分析

下面就佛山市某地區(qū)一起10kV電力電纜中間頭由于制作工藝缺陷引起的線路故障進(jìn)行剖析。

3.1 故障中間接點信息

佛山市某地區(qū)一10kV交聯(lián)聚乙烯電纜中間接頭發(fā)生絕緣擊穿，導(dǎo)致線路故障跳閘。故障電纜信息如下：電纜中間接頭于2010年6月投產(chǎn)，2011年10月發(fā)生接地短路故障，電纜型號：ZRYJV22-3X300，工作電壓：8.7kV和15kV。電纜中間頭接頭制作方式采用冷縮式。

3.2 故障接頭的檢查分析

通過對故障電纜中間頭的解體檢查，情況描述如下：

3.2.1 故障中間接頭的表面存在明顯擊穿孔洞，對接頭進(jìn)行從外到內(nèi)解剖，依次剝除電纜鎧裝層、防水絕緣層、銅屏蔽層，發(fā)現(xiàn)三相冷縮管的表面大部分區(qū)域熏黑，其中故障相的主絕緣完全被擊穿，銅導(dǎo)線被燒熔。

3.2.2 剖開故障相冷縮管，發(fā)現(xiàn)故障相主絕緣表面、冷縮管內(nèi)表面，碳化現(xiàn)象非常嚴(yán)重。檢查其他兩相，發(fā)現(xiàn)主絕緣表面有明顯的爬電現(xiàn)象，有電樹枝的痕跡，半導(dǎo)電層與主絕緣表面的硅脂已經(jīng)干涸且涂抹不均，其中一相半導(dǎo)電層剝離不整齊，且三相半導(dǎo)電層均沒有進(jìn)行倒角處理。

3.2.3 檢查三相冷縮管與壓接管的中心線的相對位置，發(fā)現(xiàn)故障相冷縮管標(biāo)線與接頭中心線位置并不對齊吻合，有明顯偏移。

3.3 故障原因分析

從解剖檢查情況來分析，故障相接頭主絕緣的表面擊穿孔并不是放電的起始點，冷縮管與主絕緣交接處很可能是本次故障的放電起始點，而表面擊穿口只是界面爬電現(xiàn)象發(fā)展到貫穿主絕緣表面時，短路電弧以最短路徑擊穿主絕緣本體時強(qiáng)大短路電流燒蝕所致。固體絕緣發(fā)生界面放電的根本原因是電場應(yīng)力集中，根據(jù)對故障電纜接頭的解體情況分析，判斷引起該電纜中間接頭故障的原因如下：

3.3.1 冷縮管的中間標(biāo)線與壓接管的中心線保持一致，才能使得兩側(cè)的應(yīng)力椎達(dá)到均勻主絕緣表面電場，分散屏蔽層斷口處的電場應(yīng)力的目的。該故障中間頭故障相冷縮管中間標(biāo)線與壓接頭中心線位置并不對齊吻合，有明顯偏移，從而導(dǎo)致兩側(cè)局部電場的應(yīng)力加劇，應(yīng)力椎未能起到均勻分散電場應(yīng)力的作用。

3.3.2 半導(dǎo)電層與主絕緣表面的硅脂涂抹不均，電纜運行一段時間后因硅脂干涸，主絕緣與冷縮管之間的界面將產(chǎn)生氣隙，局部電場將加劇。此外，半導(dǎo)體層剝離不整齊，且沒有進(jìn)行倒角處理，將也會進(jìn)一步促進(jìn)局部電場加劇。

4 結(jié)語

電纜接頭的電場是個畸變電場，在線芯及屏蔽層的切斷處，會產(chǎn)生電應(yīng)力集中現(xiàn)象，電場強(qiáng)度很大，是整個接頭的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過電場仿真分析，在半導(dǎo)體層過長、半導(dǎo)體層過短，半導(dǎo)體層無倒角，半導(dǎo)體層與主絕緣過渡階段硅脂涂抹不均的情況下，電場畸變強(qiáng)度比正常情況下電纜接頭處最大電場強(qiáng)度高4～12倍，而尤以半導(dǎo)體層無倒角情況下電場畸變強(qiáng)度最大。當(dāng)電場畸變強(qiáng)度達(dá)到一定程度時，就會發(fā)生絕緣局部放電擊穿現(xiàn)象。

因此，建議電纜中間接頭必須嚴(yán)格按照施工質(zhì)量控制要求及施工圖紙規(guī)范施工，防止電纜帶缺陷投產(chǎn)。對于運行一定年限的帶中間接頭的電纜開展電纜振蕩波局放測試，及時發(fā)現(xiàn)和消除電纜缺陷，確保電纜線路可靠運行。

參考文獻(xiàn)

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[3] 白玉岷.電纜的安裝敷設(shè)及運行維護(hù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

第9篇：半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：PTCR Ni內(nèi)電極

多層片式PTCR的內(nèi)電極基本上采用賤金屬Ni來制備，但這種電極漿料在市場上不易找尋，就算是有也很難滿足多層片式PTCR的一些特殊性能要求。高性能Ni內(nèi)電極的制備是獲取優(yōu)異性能多層片式PTCR的一項關(guān)鍵技術(shù)，因而納米級Ni粉的獲取、Ni內(nèi)電極漿料組分的研究及配制、Ni內(nèi)電極漿料的性能表征、歐姆接觸Ni內(nèi)電極性能研究及Ni電極與PTC陶瓷的匹配問題都是需要亟待解決的問題。

PTC陶瓷材料憑借其特殊性能，制成的敏感元件具有靈敏度高、使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等優(yōu)點，使得半導(dǎo)瓷器件在IT行業(yè)、家電工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。采用Ni作為多層片式PTCR的內(nèi)電極的緣由概括來說有以下幾種：①由于多層片式PTCR需要在1300℃左右溫度高溫?zé)Y(jié)，這就需要有高熔點的內(nèi)電極金屬材料與之對應(yīng)，同時在燒結(jié)過程中不能被氧化，后續(xù)PTCR再氧化處理過程中其也不能氧化，而Ni的熔點在1350℃左右，所以理論上非常適合與PTC陶瓷高溫共燒；②多層片式PTC陶瓷的迅速發(fā)展，用貴金屬(Au,Pt,Pd,Ag等)作電極存在著成本高的問題，而我國是一個貴金屬比較貧乏的國家，賤金屬資源卻相對豐富，若能研制出性能優(yōu)良的賤金屬燒滲Ni電極來代替原有的貴金屬電極導(dǎo)體漿料，如果成功將會取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；③賤金屬Ni在高頻特性和導(dǎo)電性等特定領(lǐng)域內(nèi)具有比貴金屬更為優(yōu)異的性能。正因為賤金屬所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和例如此類的獨特優(yōu)越性使半導(dǎo)瓷用Ni漿料的研制工作具有重要的意義；④多層片式PTCR需采用歐姆接觸電極，PTC是n型半導(dǎo)體陶瓷，其與金屬能否獲得良好的歐姆接觸是取決于表面的電子狀態(tài)，正是基于這種原因，破壞半導(dǎo)瓷表面的氧吸附層是獲得歐姆接觸的前提。而只有Zn,、Sn、AI、Ni等賤金屬才能與PTC等半導(dǎo)瓷形成歐姆接觸，因而選用Ni作為多層片式PTCR的內(nèi)電極是可行的。