微電子技術范例6篇

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微電子技術范文1

微電子技術是建立在以集成電路為核心的各種半導體器件上的技術.其主要包括系統電路設計、器件物理、工藝技術、材料制備、自動測試以及封裝、組裝等一系列的技術。該技術在很多方面都發揮了其重要的作用,如在生活中我們所使用的手機、電子計算機、醫療器械、移動電視等一系列的電子產品;還有軍事方面的武器如衛星通信、原子彈等一系列的武器裝備中。

二、微電子的現狀

首先我們來介紹一F微電子的發展史,它主要經歷以下幾個階段。第一個階段:1947年巴丁和布拉頓發明了點接觸式的晶體管;第二個階段:1958年TI公司制造出世界第一塊集成電路芯片:第三個階段:20世紀70年代進入MOS時代。那么,為什么微電子能得以發展并且發展的如此迅速昵?正是由于Mos管的高集成性和低功耗、放大倍數高等優點,所以到70年代就進入了MOS的時代并一直發展到現在。盡管帥s管有哪些優點,但這并不意味著M0s管已完全取代了晶體管的地位;在一些對速度和驅動能力要求非常高的系統中還是要用到晶體管。

微電子發展的如此迅速那就是否就意味著其發展的道路是一帆風順呢?顯然是否定的。在微電子發展的過程中我們遇到了許許多多的方面困難,如工藝方面、材料方面、封裝測試方面和設計等方面都遇到了重重地障礙。其中集成電路工藝技術主要包括擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長以及拋光等技術。微電子在材料方面的困難豐要是隨著微電子器件尺寸的減小,一些材料已經不能很好的滿足微電子發展的需求,人們已經不在局限于Si、Ge、GaAs、等一些材料,而是也開始研究高K柵介質、低K互連介質、碳化硅(SIC)、新型化合物等半導體材料。在工藝方面的困難主要是隨著微電子器件尺寸的減小,其最小的特征尺寸已經進入到納米數量級;這使得器件之間產生相互影響,進而影響電路的性能,嚴重的阻礙了微電子行業的發展。這就需要政府投入大量的財力和人力來進行新器件、新工藝的研究。同時在光刻技術的研究和開發中,以光子為基礎的光刻技術種類很多,但產業化前景較好的主要是紫外(U)光刻技術、深紫外(DUv)光刻技術、極紫外(EUV)光刻技術和X射線(X-ray)光刻技術,但是由于特征尺寸越來越小這使得光刻技術面臨一定的困難,①這就使得工藝線必須使用波長更短的光源。從早期的水銀燈到現在使用的遠紫外線,甚至使用研究中的粒子束。②導致光刻以及掩膜成本急劇上升。③光刻時小尺寸圖形所產生的干涉和衍射效應使得光刻圖案失真越來越嚴重。在測試方面由于現在的電路集成度愈來越高,這使得集成電路的封裝與測試也越來越困難,而且在封裝測試后芯片成品率也不高,這也是制約微電子發展的一個重要的因素。

三、微電子對中國未來經濟發展的意義

微電子的發展在我國的經濟發展和軍事力量的發展中占有十分重要的地位。同時微電子對人們生活水平產生了重大的影響。在生活水平方面隨著微電子的發展人們的生活水平也在不斷地提高。如家用電器的功能的增加和性能增強提高了人們生活質量,而且隨著微電子的發展許多電器價格都非常便宜。在軍事方面的意義:不僅提高作戰軍事裝備和作戰平臺的性能(如雷達和導航系統等),而且導致新式武器和裝備的產生,同時,微電子技術改變了傳統的作戰方式,這將會從近距離戰爭發展到未來的遠距離的電子信息戰。只有把微電子發展起來,一個國家才可以真正的強大起來.如近幾年來我國的海權一直都得不到保護正是由于我國海上防衛能力還不夠強大,歸根到底是由于設備技術的落后,所以只有大力發展微電子我國才能夠在未來真正成為科技強國。

四、微電子發展的趨勢

微電子學是一門發展十分迅速的學科,而且微電子集成電路的發展一直都遵循“摩爾定律”。所謂的“摩爾定律”是指集成電路上可容納的晶體管數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍,當價格不變時;或者說,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18個月翻兩倍以上。21世界的微電子發展趨勢主要有:第一、各國的微電子都在向減小器件尺寸方面和集成度不斷提高方面發展,即微電子特征尺寸將由微米一亞微米一深亞微米一納米甚至更小。尤其是國外發達國家正在向0.1微米以下的工藝發展,這更加拉大了我國與發達國家之間的差距。第二、發展片上系統(SOC)。其主要是將傳感器、執行單元和數據處理系統集成在一塊芯片上,從而完成信息的采樣、處理等功能。第三、微電子技術與其它學科結合的產物。如她Ms技術,它是微電子技術與機械、力學、光學等領域結合的產物;還有用于醫療的生物芯片,其豐要微電子技術與生物工程技術相結合的產物。

五、微電子發展的策略

縱觀近幾年來我國微電子的發展情況可知,我國微電子行業嚴重缺乏技術人員,特別是集成電路設計工程師。由這一國情也就決定了我國未來幾年微電子的發展方向以及人才的培養方向。微電子是衡量一個國家綜合國力的重要指標,同時也在我國經濟發展以及國家安全方面占有舉足輕重的地位,這就需要我們國家重視對微電子的發展,對微電子人才的培養。關于微電子的發展我提幾條意見:①根據國內微電子專業發展情況,大量培養微電子專業人才已經是迫在眉睫。同時,在培養人才的過程中我們也更應該注意人才培養的質量。②應該根據微電子專業的市場需求培養多層次、專業化人才,加強學校和企業的合作,了解企業需要的人才類型,加強各個高校在微電子學方面研究成果的交流。同時我們也應該注重理論聯系實際;為學生提供實習的機會也是必不可少的,這樣就可以培養學生的實際動手能力。③時刻了解國外微電子發展動態,專業課程可以直接采用或參考國際最新的優秀教材;聘請具有豐富實踐經驗的專家教授進行授課;創造機會,鼓勵教師與企業合作進行研發項目,了解實際應用需求,并據此來完善各高校教學大綱。

參考文獻:

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[3]劉春生.大學生綜合能力和創新意識培養模式設計與實踐,中國商教研究,2002(1)

微電子技術范文2

 

一、經濟背景

 

2010年初中國國民生產總值已超日本,成為世界第二大經濟體。30年來中國經濟每年增長率高達8%到10%。目前人均國內生產總值在世界排名第130位。工業化進程是索取自然、大量消耗自然資源的過程。人類創造物質財富,同時也加速地球資源消耗。2008年我國創造了4萬多億美元GDP,但消耗約60多億噸國內和進口資源。隨著經濟發展和人民生活水平的提高,消耗資源還將繼續增加。化解日趨緊張的人與自然關系,解決日益緊迫的資源環境與經濟快速增長的尖銳矛盾,是我國經濟面對的重大挑戰。

 

中國制造業在勞動、原材料成本和市場廣闊上具有優勢,且加入WTO為中國成為世界制造中心創造了條件。跨國公司在全球化產業調整中將制造業大規模向中國轉移,這給中國制造業與世界接軌、提高競爭力提供機會。發達國家發展狀況證明,電子工業增長速率一般為GDP增長速率的三倍,而集成電路工業增長速率又是電子工業增長速率的兩倍。中國電腦和消費類電子等市場領域整機系統的需求帶動集成電路市場成為世界最大市場之一。

 

二、技術背景

 

2009年金融危機,我國出臺了十大中心規劃,其中電子信息產業規劃是重中之重。我國發展戰略中,信息產業的地位非常重要。先進信息技術發展史上有三個重要定律:摩爾定律[1]、光子定律及邁特卡夫定律。三個定律表明世上沒有哪個行業的增長速度可與信息技術相比。

 

據預測,至少到2016年IC線寬依然會按“摩爾定律”變化,器件最小特征尺寸應在13nm左右。桂晶格常數是5.43,即0.5nm,13nm意味著只有20幾個原子那么大。到這種程度,線寬可能還會繼續縮小,但縮小余地已非常有限。器件特征尺寸縮小使我們面臨幾個關鍵問題:如何制造如此小的器件;越來越嚴重的互連問題;傳統結構不能滿足要求。廣義系統技術是更多學科和工程綜合,包括計算機、機械學、磁學、醫學等。MEMS將傳感部分與電路部分集成,影響生活的方方面面。如汽車安全氣囊可安裝在很低檔的汽車中,以前是不可以的。因為以前用的是機械式加速度計,成本相當高,而現在用的是硅技術制作出來的硅微加速度計,硅技術的重要特點是大批量、低成本。除此還有如微型飛機、微噴射等。

 

三、戰略措施

 

成為世界微電子產業和科學研究的重要基地是建設微電子強國標志。微電子產業產值占世界微電子產業總產值15%。建立較完善的產業鏈,使微電子產業成為國民經濟發展新的重要增長點和實現技術跨越的關鍵。微電子科學研究和產業的標志性水平不僅達到當時的國際先進水平,而且在某些領域能引領世界發展的潮流。

 

全球IC設計業年均增長率始終高于整個半導體行業。2008年金融危機,全球集成電路產業出現2.8%負增長,相對而言IC設計業卻有6%增長,使其比重提到21.4%。我國在亞太市場份額已超全球市場一半,09年上半年中國大陸集成電路產業銷售額達68.5億美元,占全球半導體市場7.159LIC設計業成為國內半導體產業鏈中唯一呈現正增長的環節。具有巨大市場和創新空間,是提升整個IC產業的關鍵,是核心競爭力的體現。集成電路產業鏈非常復雜,涉及理工類各門學科,如分子論、電子學、材料科學、控制理論等,在集成電路產業有廣泛應用。作為全球第三,我國最大的Foundry廠中芯國際我國集成電路產業可借鑒的范例。產業鏈的發展特別是專用材料和設備的發展必須走面向兩個資源、利用兩個市場的發展模式,特別是專用設備是“工藝的物化”,必須與工藝研發相結合。

 

愛因斯坦說:“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要,提出新的問題需要有創造性的想象力,這標志著科學的真正進步?!彼^得人才者得天下,目前為止,我國已有多處人才培養基地,分別是北大、清華、復旦、浙大、西安交大、上海交大、華科、成電、西電、華南理工、哈工大、西工大、同濟、北航、北工和東南大學等。

 

結論

 

基于我國集成電路產業歷來發展所積累成果,目前要確保我國集成電路產業的快速發展,資金方面必須有政府或大企業的支持,以起帶頭作用,而企業要以適合自己的經營模式確保獲利,回饋政府及投資人,才能使中國集成電路制造業的發展步入良性循環的軌道,實現整個產業的突破性發展。

 

參考文獻:

 

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[5]于明遠:《中國經濟長期穩定增長的影響因素與戰略選擇》,《財經問題研究》,2009,4。

 

[6]中國科學院可持續發展戰略研究組》,《2006年中國可持續發展戰略報告》,經濟科學出版社,2006年。

微電子技術范文3

 

1微電子產業人才職業崗位需求分析微電子產業是由設計、芯片制造、封裝、測試、材料和設備等構成的產業鏈。

 

1微電子產業的復雜性也帶來了其人才需求的多樣性,而適合高職層次人才的崗位主要集中在制造業以及設計業中的版圖設計方面,適應的崗位群主要有IC助理版圖工程師、硬件助理工程師、集成電路制造工藝員和集成電路封裝與測試工藝員等。

 

2典型工作任務分析

 

微電子產業是集設計、制造和封裝與測試于一體的產業群,從而形成了以設計為主的設計公司,以生產制造為主的芯片制造公司和以芯片封裝測試為主的封裝測試公司。經過對各微電子企業相關崗位的工作過程和工作任務情況的調研,總結出微電子企業對微電子技術專業人才需求主要在集成電路制造、集成電路版圖提取和集成電路芯片測試與封裝等崗位群。依據高職學生的特點,我院的微電子技術專業人才主要滿足集成電路制造企業和集成電路測試和封裝企業的需求。

 

微電子技術專業崗位群及典型工作任務間、淀積車間和口刻蝕車間和金屬化車間。對應的崗位分為光刻工、氧化擴散工、離子注入工、淀積工、刻蝕工和金屬化工。崗位對應的主要工作任務為把掩膜板上的圖形轉移到硅片上、在硅片上生長薄膜層、對硅片進行摻雜以及對硅片進行金屬化工藝。通過組織召開企業專家研討會,按照工作任務的典型性,對工作任務進行進一步的分析、篩選,總結出典型工作任務。

 

集成電路測試封裝企業主要工作崗位有集成電路劃片組裝、封裝成型和芯片測試等。崗位對應的主要的工作任務為減薄工藝、劃片工藝、分片工藝、裝片工藝、引線鍵合工藝、封裝成型工藝和測試工藝。微電子技術專業崗位群及典型工作任務如圖1所示。

 

3行動領域歸納

 

按照職業崗位需求和工作內容相關性等原則對典型工作任務進行合并,形成相應崗位的行動領域。表1以集成電路制造工藝員崗位為例,歸納其行動領域歸納。

 

4專業學習領域課程體系設置

 

本專業的學習領域分為四個模塊:公共通識平臺+綜合素質平臺、專業基礎模塊、核心崗位模塊和崗位拓展模塊。公共通識平臺+綜合素質平臺主要培養學生的綜合職業能力,例如學生的職業規劃教育,學生的職業道德的培養,以及學生心理素質的提高等;專業基礎模塊主要培養具有學生專業基礎知識的能力,掌握基本的電學原理,微電子學基本原理。核心崗位模塊主要培養學生主要工作崗位的能力,主要有集成電路制造工藝相關課程和集成電路芯片測試與封裝工藝相關課程。拓展學習領域課程是結合拓展職業活動、拓展工作崗位的需要而配置的課程,包括橫向拓展學習領域課程和縱向拓展學習領域課程,以適應部分畢業生工作一段時間后轉換到質量檢驗、設計與營銷崗位的需要。

 

5專業學習領域課程考核

 

課程考核采取與職業資格考試相結合的模式,學生在理論課程學習完成以后,立即進行職業資格認證。學生可以考取集成電路芯片制造工、集成電路封裝工藝員等職業資格證書。學習領域課程考核評價包括結果性評價和過程性評價兩個方面。結果性評價主要考核完成任務的質量和掌握的專業知識與技能,可采用理論考試和工作成果評價相結合的形式。過程性評價主要考核團隊合作能力、方法能力、社會能力和安全環保等方面,可采用觀察、專業答辯等方式。

 

[參考文獻]

 

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微電子技術范文4

關鍵詞微電子技術;課程建設;實驗教學

中圖分類號:G434文獻標識碼:A

前言微電子技術是現代電子信息技術發展的重要前沿領域,取得了很好的經濟和社會效益。微電子技術的發展和應用為促進了電子產品設計及制造領域的變革。微電子技術是以半導體工藝為設計載體,通過器件電路或者硬件描述語言描述硬件電路的連接,再利用專業的開發和設計仿真軟件進行工藝仿真、電路仿真和版圖設計,最終完成半導體工藝流程、電路硬件集成。在實訓教學的過程中,容易將學生帶入到工作環境的實景,能夠提高學生主動學習的興趣,激發學生的求知欲。在微電子技術的實訓教學過程中,利用設計輔助軟件讓學生加深對專業理論知識的深度理解,通過實訓內容的合理安排,驗證所學的專業知識,掌握設計方法和實現手段,從而達到理論和實踐有機結合的教學目的,實現本專業學生素質教育培養的最終目的。

1現階段微電子技術教學模式分析

微電子技術具有抽象、層次化、流程復雜的特點,在教學過程中,應該根據微電子技術的特點,在器件模型、硬件描述語言、配套軟硬件、實驗內容及課程內容設置等幾個方面進行課程教學的改革。

目前,微電子技術的實訓教學,主要圍繞集成電路工藝、硬件描述語言、可編程器件等環節開展。硬件描述語言具有設計靈活、電路設計效率高的特點。大規??删幊踢壿嬈骷ㄟ^編程來實現所需的邏輯功能,與采用專用集成電路設計方法相比,具有更好的設計靈活性、設計周期短、成本低、便于實驗驗證的優勢,在實訓環節得到了廣泛的采用?,F場可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)能夠提供更高的邏輯密度、最豐富的特性和極高的性能,因此,數字集成電路的實訓內容,主要圍繞FPGA的內部結構以及資源分布做相應介紹。

微電子技術的實訓教學在本科教學中具有極強的實踐特點,尤其是作為電子科學本科教學,對學生的電子設計思維模式的構建有著重要作用。實踐教學離不開大量的實訓反饋。目前大多數高校微電子技術的授課課時數一般安排為48課時,其中實驗課占10課時,實踐課和理論課的課時數比例約為1:3.8,且課程多安排在三年級。從課時安排來看,存在重理論輕實踐的弊端,容易讓學生產生盲目應試的想法,導致學生只注重考試,而忽略了至關重要的實踐環節。另外,微電子技術課程最好作為專業基礎課程,為學習其它多門課程打下良好基礎。在微電子技術課程開展教學和實訓的時候,最好與學生的其它專業實習的時間錯開,讓學生能夠更加專心對待,避免專業知識和概念的混亂。如果將微電子技術課程課實訓安排在四年級第一學期,非常容易與畢業實習、求職環節發生沖突,導致學生對微電子技術課程和實訓內容認知不足,倉促應付課程和實訓內容,不利于對學生電子設計能力的培養,也會降低學生的就業競爭能力。

微電子技術的實訓環節對于本科生而言,會給學生產生軟件編程的想法,不能真正將電路設計的理念深化,會造成實驗內容的創新性不夠,教學成果難以達到預期。

2微電子技術實踐環節教學

本課題對現階段微電子技術課程和實訓環節做了深入分析,總結了教學過程中存在的問題及改進需求,對未來的微電子技術實訓教學模式進行的理論和實踐探索。自動化設計軟件是的設計人員可以在計算機上完成很多復雜計算工作。微電子技術軟件通常在服務器或者多線程工作站運行,自動化程度很好,具有很強大的功能和豐富的界面。在高校中開展的微電子設計類實訓課程是一門實踐性很強的專業基礎性課程,既可以由學生獨立完成,也可以設計成分工協作的實驗項目。

為了提高學生對微電子技術的理解和設計能力的掌握,微電子實訓由32個課時組成,其中課內實驗分配了16學時、微電子設計實訓分配16學時,重點提高學生的動手能力和主動思考能力,激發學生的創新思維。

2.1課內實驗設計

微電子技術課程的課內實驗包含基礎驗證性實驗和研究型實驗,其目的是掌握基本的硬件描述語言的編程方式及技巧,并能夠采用模擬器件設計模擬集成電路,讓學生能夠具備獨立設計集成電路的能力,熟悉集成電路設計計算機輔助設計手段,結合以往的電子電路知識,完成基本器件的設計和調用。

課內實驗設計以工藝器件仿真、電路設計仿真手段為主,利用準確的工藝和器件模型,準確模擬集成電路工藝的流程和半導體器件的電學特性。軟件仿真已經成為新工藝、新器件、新電路設計的重要支撐手段,可以在短時間內建立實驗環節、調節參數、修改電路結構,彌補實驗室硬件投入不足以及對多種實驗室耗材的依賴,有利于學生建立系統性的知識結構。另外微電子技術的課內實驗也包含綜合性實驗環節,通過調用基本功能模塊,設計一個適當規模的數?;旌霞呻娐罚岣哒w電路的綜合性能指標,實現良好的信號控制和傳輸,提高學生的綜合設計能力。

例如,半導體工藝演示實驗可以快速呈現不同工藝流程和工藝環境對工藝結果的影響,能夠設定不同的偏置條件來研究器件的能帶、電場、載流子濃度分布、伏安特性等內部特征,避免惡劣繁雜的對物理過程的解析建模,具有直觀和形象的特點,加深學生對理論知識的理解和提高學習的積極性??梢葬槍Τ墒旃に嚕梅抡孳浖M行器件和電路設計。實際過程中,參照經典的器件結構和電路模塊單元,開展新特性、新功能的設計性實驗,鍛煉學生綜合知識的能力,面向工程實踐,對專業知識進行融會貫通。這個過程需要授課教師根據學生的已開設課程和知識結構來編寫適宜的實驗輔助教材,對實驗內容進行精巧的設計及和細致地指導。

2.2實訓環節設計

微電子技術實訓環節旨在鍛煉學生的實踐動手能力,掌握集成電路設計開發流程,能夠根據系統的性能指標進行分層分級設計,根據硬件電路的額性能特點來構建規?;娐?。在實訓環節中,強調綜合設計能力的培養,利用微電子設計的計算機輔助設計工具完成一定規模電路的設計、仿真、版圖設計、版圖檢查等環節。通過微電子技術實訓環節的練習,學生能夠培養獨立設計能力、系統分析能力、電路綜合能力等,為將來進入研發設計類型的工作崗位打下堅實的基礎。

對實訓環節的考核,采用大作業或者設計報告的形式,讓學生通過查閱參考文獻進行設計選題,發揮學生的主觀能動性。通過對參考文獻的參考和綜述,掌握課題的結構和流程設計,充分了解系統的模型,理解各模塊對系統設計的影響。實訓環節是的一次較為系統的設計方法訓練,不僅可以鞏固課堂和教材上的內容,還可以引入實際工程系統的指標要求,鍛煉學生的綜合規劃和設計能力。

3微電子技術教學改革實施效果

通過微電子技術的教學和實訓模式的改革,在實踐中積極總結得失,發現微電子技術的教學該給能夠幫助學生提高微電子設計的專業素養,主要體現在以下方面:

1)學生對微電子技術課程內容的理解程度大幅提高,原先學生對課本的知識抱有敬畏的心理,在課程和實踐環節之后,都產生了很大程度的自信。微電子技術課程、實驗、實訓考核成績的優秀率也大大提高,表明通過微電子技術的教學和實踐改革,學生能夠比較好地掌握課程大綱所要求的內容。

2)通過細致地設計實踐環節,能夠調動學生學習專業知識的積極性,實驗項目的完成情況比較理想,報告內容的撰寫也更加細致、全面。

3)通過綜合設計實驗和實訓,讓學生勤于動腦,在多種手段和方法中,尋找最優的方案,優化設計過程。

4結束語

微電子技術范文5

1、微電子技術的發展歷程

自20世紀中期第一個集成電路研發成功之后,我們就進入了微電子技術時代,在半個多世紀的發展中,微電子技術被廣泛應用在工業生產和國防軍事領域,目前更是在商業領域中獲得極大的應用和發展。并且在長期的發展進程中,微電子技術一直是以集成電路為主要的核心代表,也逐漸形成了一定的發展規律,最典型的莫過于摩爾定律。當然,集成電路的應用領域不斷擴展也進一步刺激了微電子技術的快速發展。

在新事物的發展進程中,其發展規律和發展趨勢勢必要與需求相結合,并受需求的影響。微電子技術也不例外。在其發展進程中,微電子制造技術無疑是微電子技術最大的“客戶”,正是因為微電子制造技術提出了各種應用需要,才使得微電子技術得到了快速發展。也可以說,微電子制造技術正是微電子設計技術與產品應用技術的“中介”,是將微電子技術設計猜想轉化為實物的“橋梁”。但值得一提的是,這個實物轉化的過程也會對微電子設計技術的發展產生影響,并直接決定著微電子器件的造價與功能作用。為此我們可以認為,在微電子技術的發展中,微電子制造技術是最重要的核心技術。

2、微電子制造技術的發展與制造工藝

在半個多世紀的發展中,微電子制造技術的應用主要體現在集成電路與分立器件的生產工藝上。集成電路和分立器件在制造工藝上并無太大區別,僅僅只是兩者的功能與結構不一樣。但是受電子工業發展趨勢的影響,目前集成電路的應用范圍相對更廣,所以分立器件在微電子制造技術應用中所占的比重逐漸減少,集成電路逐漸成為其核心技術。

在集成電路的制造過程中,微電子制造技術主要被應用在材料、工藝設備以及工藝技術三方面上,并且隨著產業化的發展,這三方面逐漸出現了產業分工現象。發展到今天,集成電路的制造產業分為了材料制備、前端工藝和后端工藝三大產業,這些產業相互獨立運作,各自根據市場需求不斷發展。

集成電路的種類有多種,相關的工藝也有差異,但各類集成電路制造的基本路徑大致相同。材料制造包括各種圓片的制備,涉及從單晶拉制到外延的多個工藝,材料制造的主要工藝有單晶拉制、單晶切片、研磨和拋光、外延生長等幾個環節,但并不是所有的材料流程都從單晶拉制走到外延,比如砷化稼的全離子注入工藝所需要的是拋光好的單晶片(襯底片),不需要外延。

前端工藝總體上可以概括為圖形制備、圖形轉移和注入(擴散)形成特征區等三大步,其中各步之間互有交替。圖形制備以光刻工藝為主,目前最具代表性的光刻工藝是45nm工藝,借助于浸液式掃描光刻技術。圖形轉移的王要內容是將光刻形成的圖形轉入到其他的功能材料中,如各種介質、體硅和金屬膜中,以實現集成元器件的功能結構。注入或擴散的主要目的是通過外在雜質的進入,在硅片特定區域形成不同載流子類型或不同濃度分布的區域和結構。后端工藝則以芯片的封裝工藝為主要代表。

3、微電子制造技術的發展趨勢和主要表現形式

總體上,推動微電子制造技術發展的動力來自于應用需求和其自身的發展需要。作為微電子器件服務的主要對象,信息技術的發展需求是微電子制造技術發展的主要動力源泉。信息的生成、存儲、傳輸和處理等在超高速、大容量等技術要求和成本降低要求下,一代接一代地發展,從而也推動微電子制造技術在加工精度、加工能力等方面相應發展。

從歷史上看,第一代的硅材料到第二代的砷化稼材料以及第二代的砷化稼到以氮化稼為代表的第三代半導體材料的發展,大都是因為后一代的材料在某些方面具備更為優越的性能。如砷化稼在高頻和超高頻方面超越硅材料,氮化稼在高頻大功率方面超越砷化稼。從長遠看,以材料的優越特性帶動微電子器件及其制造技術的提升和躍進仍然是微電子技術發展的主要表現形式。較為典型的例子是氮化稼材料的突破直接帶來藍光和白光高亮LED的誕生,以及超高頻超大功率微電子器件的發展。

微電子制造技術發展的第二個主要表現形式是自身能力的提升,其中主要的貢獻來自于微電子制造設備技術的迅速發展和相關配套材料技術的同步提升。光刻技術的發展最能體現出微電子制造技術發展的這一特點。光刻技術從上世紀中期的毫米級一直發展到今天的32nm水平,光刻設備、掩模制造設備和光刻膠材料技術的同步發展是決定性因素。這方面技術的提升直接促使未來微電子制造水平的提升,主要表現在:一是圓片的大直徑化,圓片將從目前的300mm(12英寸)發展到未來的450mm(18英寸);二是特征尺寸將從目前主流技術的45nm發展到2015年的25nm。

微電子制造技術發展的第三個表現形式是多種制造技術的融合。這種趨勢在近年來突出表現在鍺硅技術和硅集成電路制造技術的兼容以及MEMS技術與硅基集成電路技術的融合。由此可以預見的是多種技術的異類集成將在某一應用領域集中出現,MEMS可能首當其沖,比如M壓MS與MOS器件集成在同一芯片上。

4、結束語

綜上所述,在科技的推動和電子科技市場需求的影響下,微電子技術得到了快速的發展,直接帶動了以集成電路為核心的微電子制造技術水平的提升。現如今微電子制造技術已經能夠實現納米級的集成電路產品制造,為電子產片的更新換代提供了良好的材料支持。以當前科技的發展趨勢來看,微電子制造技術在未來的電子器件加工中還將會有更大的發展空間,還需要我們加強研究,不斷提高微電子制造技術水平?!?/p>

參考文獻

[1]宋奇.淺談微電子技術的應用[J].數字技術與應用.2011(03)

[2]李宗強.淺談微電子技術的發展與應用[J].科教文匯(中旬刊).2009(01)

微電子技術范文6

如今,全球正迎來電子信息時代,這一時代的重要特征是以電腦為核心,以各類集成電路,特別是大規模、超大規模集成電路的飛速發展為物質基礎,并由此推動、變革著整個人類社會,極大地改變著人們的生活和工作方式,成為體現一個國家國力強弱的重要標志之一。因為無論是電子計算機、現代信息產業、汽車電子及消費類電子產業,還是要求更高的航空、航天及軍工產業等領域,都越來越要求電子產品具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、輕型化、便攜化以及將大眾化普及所要求的低成本等特點。滿足這些要求的正式各類集成電路,特別是大規模、超大規模集成電路芯片。要將這些不同引腳數的集成電路芯片,特別是引腳數高達數百乃至數千個I/O的集成電路芯片封裝成各種用途的電子產品,并使其發揮應有的功能,就要采用各種不同的封裝形式,如DIP、SOP、QFP、BGA、CSP、MCM等??梢钥闯?,微電子封裝技術一直在不斷地發展著。

現在,集成電路產業中的微電子封裝測試已與集成電路設計和集成電路制造一起成為密不可分又相對獨立的三大產業。而往往設計制造出的同一塊集成電路芯片卻采用各種不同的封裝形式和結構。今后的微電子封裝又將如何發展呢?根據集成電路的發展及電子整機和系統所要求的高性能、多功能、高頻、高速化、小型化、薄型化、輕型化、便攜化及低成本等,必然要求微電子封裝提出如下要求:

(1)具有的I/O數更多;(2)具有更好的電性能和熱性能;(3)更小、更輕、更薄,封裝密度更高;(4)更便于安裝、使用、返修;(5)可靠性更高;(6)性能價格比更高;

2未來微電子技術發展趨勢

具體來說,在已有先進封裝如QFP、BGA、CSP和MCM等基礎上,微電子封裝將會出現如下幾種趨勢:

DCA(芯片直接安裝技術)將成為未來微電子封裝的主流形式

DCA是基板上芯片直接安裝技術,其互聯方法有WB、TAB和FCB技術三種,DCA與互聯方法結合,就構成板上芯片技術(COB)。

當前,在DCA技術中,WB仍是主流,但其比重正逐漸下降,而FCB技術正迅速上升。因為它具有以下優越性:

(1)DCA特別是FC(倒裝芯片)是“封裝”家族中最小的封裝,實際上是近于無封裝的芯片。

(2)統的WB只能利用芯片周圍的焊區,隨著I/O數的增加,WB引腳節距必然縮小,從而給工藝實施帶來困難,不但影響產量,也影響WB質量及電性能。因此,高I/O數的器件不得不采用面陣凸點排列的FC。

(3)通常的封裝(如SOP、QFP)從芯片、WB、引線框架到基板,共有三個界面和一個互聯層。而FC只有芯片一個基板一個界面和一個互聯層,從而引起失效的焊點大為減少,所以FCB的組件可靠性更高。

(4)FC的“引腳”實際上就是凸點的高度,要比WB短得多,因此FC的電感非常低,尤其適合在射頻移動電話,特別是頻率高達2GHz以上的無線通信產品中應用。

(5)由于FC可直接在圓片上加工完成“封裝”,并直接FCB到基板上,這就省去了粘片材料、焊絲、引線框架及包封材料,從而降低成本,所以FC最終將是成本最低的封裝。

(6)FC及FCB后可以在芯片背面直接加裝散熱片,因此可以提高芯片的散熱性能,從而FC很適合功率IC芯片應用。

通過以上對DCA及FCB優越性的分析,可以看出DCA特別是FCB技術將成為未來微電子封裝的主流形式應是順理成章的事。

2.2三維(3D)封裝技術將成為實現電子整機系統功能的有效途徑

三維封裝技術是國際上近幾年正在發展著的電子封裝技術,它又稱為立體微電子封裝技術。3D已成為實現電子整機系統功能的有效途徑。

各類SMD的日益微型化,引線的細線寬和窄間距化,實質上是為實現xy平面(2D)上微電子組裝的高密度化;而3D則是在2D的基礎上,進一步向z方向,即向空間發展的微電子組裝高密度化。實現3D,不但使電子產品的組裝密度更高,也使其功能更多,傳輸速度更高、相對功耗更低、性能更好,而可靠性也更高等。

與常規的微電子封裝技術相比,3D可使電子產品的尺寸和重量縮小十倍。實現3D,可以大大提高IC芯片安裝在基板上的Si效率(即芯片面積與所占基板面積之比)。對于2D多芯片組件情況,Si效率在20%—90%之間,而3D的多芯片組件的Si效率可達100%以上。由于3D的體密度很高,上、下各層間往往采取垂直互聯,故總的引線長度要比2D大為縮短,因而使信號的傳輸延遲線也大為減小。況且,由于總的引線長度的縮短,與此相關的寄生電容和寄生電感也大為減小,能量損耗也相應減少,這都有利于信號的高速傳輸,并改善其高頻性能。此外,實現3D,還有利于降低噪聲,改善電子系統性能。還由于3D緊密堅固的連接,有利于可靠性的提高。

3D也有熱密度較大、設計及工藝實施較復雜的不利因素,但隨著3D技術日益成熟,這些不利因素是可以克服的。

總之,微電子封裝技術的發展方向就是小型化、高密度、多功能和低成本。

參考文獻

[1]微電子封裝技術[M].中國電子學會生產技術學分會叢書編委會.中國科學技術大學出版社.

[2]金玉豐.微系統封裝技術概論[M]科學出版社.2006第1版.

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