半导体技术是指半导体加工的各种技术,包括晶圆的生长技术、薄膜沉积、光刻、蚀刻、掺杂技术和工艺整合等技术。半导体技术就是以半导体为材料,制作成组件及集成电路的技术。在周期表里的元素,依照导电性大致可以分成导体、半导体与绝缘体三大类。很常见的半导体是硅(Si),当然半导体也可以是两种元素形成的化合物,例如砷化镓(GaAs),但化合物半导体大多应用在光电方面。绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的,因此电子产业又称为半导体产业。光刻工艺的基本流程是首先是在晶圆(或衬底)表面涂上一层光刻胶并烘干。湖北物联网半导体器件加工

半导体分类及性能:本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带,受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子-空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子-空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。MEMS半导体器件加工费用晶片的制造和测试被称为前道工序,而芯片的封装、测试和成品入库则是所谓的后道工序。

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。
半导体技术的演进,除了改善性能如速度、能量的消耗与可靠性外,另一重点就是降低其制作成本。降低成本的方式,除了改良制作方法,包括制作流程与采用的设备外,如果能在硅芯片的单位面积内产出更多的 IC,成本也会下降。所以半导体技术的一个非常重要的发展趋势,就是把晶体管微小化。当然组件的微小化会伴随着性能的改变,但很幸运的,这种演进会使 IC 大部分的特性变好,只有少数变差,而这些就需要利用其它技术来弥补了。半导体制程有点像是盖房子,分成很多层,由下而上逐层依蓝图布局迭积而成,每一层各有不同的材料与功能。微纳加工技术是先进制造的重要组成部分,是衡量国家高级制造业水平的标志之一。

半导体器件加工未来发展方向主要包括以下几个方面:三维集成:目前的半导体器件加工主要是在二维平面上进行制造,但随着技术的发展,人们对三维集成的需求也越来越高。三维集成可以提高器件的性能和功能,同时减小器件的尺寸。未来的半导体器件加工将会更加注重三维集成的研究和开发,包括通过垂直堆叠、通过硅中间层连接等方式实现三维集成。新材料的应用:随着半导体器件加工的发展,人们对新材料的需求也越来越高。而新材料可以提供更好的性能和更低的功耗,同时也可以拓展器件的应用领域。未来的半导体器件加工将会更加注重新材料的研究和应用,如石墨烯、二硫化钼等。MEMS器件以硅为主要材料。江苏压电半导体器件加工流程
表面硅MEMS加工技术利用硅平面上不同材料的顺序淀积和选择腐蚀来形成各种微结构。湖北物联网半导体器件加工
半导体技术很大的应用是集成电路(IC),举凡计算机、手机、各种电器与信息产品中,一定有 IC 存在,它们被用来发挥各式各样的控制功能,有如人体中的大脑与神经。如果把计算机打开,除了一些线路外,还会看到好几个线路板,每个板子上都有一些大小与形状不同的黑色小方块,周围是金属接脚,这就是封装好的 IC。如果把包覆的黑色封装除去,可以看到里面有个灰色的小薄片,这就是 IC。如果再放大来看,这些 IC 里面布满了密密麻麻的小组件,彼此由金属导线连接起来。除了少数是电容或电阻等被动组件外,大都是晶体管,这些晶体管由硅或其氧化物、氮化物与其它相关材料所组成。整颗 IC 的功能决定于这些晶体管的特性与彼此间连结的方式。湖北物联网半导体器件加工