半導體技術(shù)的發(fā)展歷程

1半導體技術(shù)的發(fā)展概況電學部唐躍強tangyueqiang@2012.022主要內(nèi)容一、半導體技術(shù)的發(fā)展二、半導體技術(shù)的熱點三、探討的問題3

半導體領域廣義的說是與半導體有關(guān)的領域，涉及半導體材料、半導體材料的制備、半導體器件、半導體器件的制造工藝、半導體器件的應用、半導體器件的測量等等。其分類號：H01L、H05K、G06、H01S。一、半導體技術(shù)的發(fā)展4半導體器件的零部件例如有：將引線框架、引線鍵合或焊料凸點、安裝架、安裝容器、散熱裝置、密封層、封裝樹脂層等；有機及無機材料半導體器件；半導體器件的制造設備及工藝。產(chǎn)品種類：分立器件：二極管、晶體管、晶閘管、太陽能電池、壓電器件、發(fā)光器件、單電子器件等；集成電路（布圖）例如有：集成的晶體管、MOS、CMOS、DRAM、SRAM、ROM、EPROM、EEPROM、SOC等；5二、半導體技術(shù)的熱點

1、納米技術(shù)；

2、太陽能電池技術(shù)（光電）；

3、LED技術(shù)（OLED技術(shù)，電光）；

4、FinFET技術(shù)。6

2、太陽能電池技術(shù)；（1）單晶硅太陽能電池目前單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的達到24％，單晶硅太陽能電池一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。（2）多晶硅太陽能電池多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12％左右。（3）非晶硅太陽能電池非晶硅太陽電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽電池，目前國際先進水平為10％左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時間的延長，其轉(zhuǎn)換效率衰減。

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2、太陽能電池技術(shù)

4）化合物半導體太陽電池

a)硫化鎘太陽能電池；

b)砷化鎵太陽能電池；

c)銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽能電池，光電轉(zhuǎn)化率為18％)82、太陽能電池技術(shù)（5）染料敏化太陽能電池染料敏化太陽能電池（DSC）主要由納米多孔半導體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電解質(zhì)、對電極和導電基底等幾部分組成。納米多孔半導體薄膜通常為金屬氧化物（TiO2、SnO2、ZnO等），聚集在有透明導電膜的玻璃板上作為DSC的負極。對電極作為還原催化劑，通常在帶有透明導電膜的玻璃上鍍上鉑。敏化染料吸附在納米多孔二氧化鈦膜面上。正負極間填充的是含有氧化還原電對的電解質(zhì)，最常用的是I3/I-。DSC與傳統(tǒng)的太陽電池相比有以下一些優(yōu)勢（附圖FTO導電玻璃上的ZnO納米片SEM圖）a)壽命長：使用壽命可達15-20年；b)結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)工藝簡單，易于制造；c)生產(chǎn)成本較低。

1991年由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院首次發(fā)表了染料敏化電池的原型，其光電轉(zhuǎn)換效率達到7.1%~7.9%。92、太陽能電池技術(shù)；從太陽能電池芯片的結(jié)構(gòu)的角度進行分類，太陽能電池專利技術(shù)可以分為PN結(jié)、PIN結(jié)、肖特基結(jié)、異質(zhì)結(jié)、MIS結(jié)、超晶格能帶結(jié)構(gòu)和能帶漸變結(jié)構(gòu)。（1）PN結(jié)結(jié)構(gòu)：PN結(jié)結(jié)構(gòu)的最早專利申請始于1965年。（2）PIN結(jié)結(jié)構(gòu)，最早專利申請始于1955年。102、太陽能電池技術(shù)；（3）異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)：最早專利申請始于1956年（4）肖特基結(jié)結(jié)構(gòu)：專利申請始于1966年112、太陽能電池技術(shù)；（5）MIS結(jié)結(jié)構(gòu)專利申請始于1971年（6）超晶格能帶結(jié)構(gòu)專利申請始于1982年（7）能帶漸變結(jié)構(gòu)最早專利申請始于1977年124、FinFET技術(shù)(1)Lowk介質(zhì)材料的背蝕工藝(ILD)13Lowk介質(zhì)材料1415(2)Highk介質(zhì)材料16Highk介質(zhì)材料材料要求:高介電常數(shù)熱穩(wěn)定性界面質(zhì)量易于處理可靠性17Highk介質(zhì)材料SiO2 3.9Si3N4/SiO2stack 5-6Si3N4 7Al2O3 10ZrSiOy,HfSiOx,LaSiOx 10-20ZrO2,HfO2,La2O3,Y2O3 15-30crystalPr2O3 3018Highk介質(zhì)材料淀積方法：MOCVDPVD(濺射,蒸發(fā))ALE(原子層淀積)MBE19Highk介質(zhì)材料

ALD(原子層淀積)20Highk介質(zhì)材料21Highk介質(zhì)材料22(3)FinFET23FinFET優(yōu)點：尺寸(L<10nm,20nm)低功耗最佳閾值電壓(60mV/decade)24FinFET25FinFET-制造26FinFET-制造2728FinFET快閃存儲器7:浮柵9:控制柵極11:柵氧化物12:柵電極13:半導體區(qū)14:源/漏29三、探討的問題改進型產(chǎn)品：集成電路布圖、含有計算機軟件的制造設備、印刷電路板（1）印刷電路板能否獲取專利保護（版權(quán)、外觀設計、商業(yè)秘密）？（2）集成電路布圖能否獲取專利保護（集成電路布圖設計保護條例、版權(quán)、商業(yè)秘密）？（3）含有計算機軟件的制造設備能否獲取專利保護？30（1）印刷電路板能否獲取專利保護（版權(quán)、外觀、商業(yè)秘密）？申請文件如何表述