半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展

半導(dǎo)體技術(shù)的開(kāi)展概略電學(xué)部唐躍強(qiáng)tangyueqiang@2021.021主要內(nèi)容一、半導(dǎo)體技術(shù)的開(kāi)展二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)三、討論的問(wèn)題2半導(dǎo)體領(lǐng)域廣義的說(shuō)是與半導(dǎo)體有關(guān)的領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體資料、半導(dǎo)體資料的制備、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的制造工藝、半導(dǎo)體器件的運(yùn)用、半導(dǎo)體器件的丈量等等。其分類號(hào)：H01L、H05K、G06、H01S。一、半導(dǎo)體技術(shù)的開(kāi)展3半導(dǎo)體器件的零部件例如有：將引線框架、引線鍵合或焊料凸點(diǎn)、安裝架、安裝容器、散熱安裝、密封層、封裝樹(shù)脂層等；有機(jī)及無(wú)機(jī)資料半導(dǎo)體器件；半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備及工藝。產(chǎn)品種類：分立器件：二極管、晶體管、晶閘管、太陽(yáng)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；4二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)1、納米技術(shù)；2、太陽(yáng)能電池技術(shù)〔光電〕；3、LED技術(shù)〔OLED技術(shù)，電光〕；4、FinFET技術(shù)。5

2、太陽(yáng)能電池技術(shù)；〔1〕單晶硅太陽(yáng)能電池目前單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的到達(dá)24％，單晶硅太陽(yáng)能電池普通采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)展封裝，因此其鞏固耐用，運(yùn)用壽命普通可達(dá)15年，最高可達(dá)25年。〔2〕多晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)電池的制造工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率那么要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12％左右?！?〕非晶硅太陽(yáng)能電池非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，目前國(guó)際先進(jìn)程度為10％左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延伸，其轉(zhuǎn)換效率衰減。

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2、太陽(yáng)能電池技術(shù)4〕化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)電池a)硫化鎘太陽(yáng)能電池；b)砷化鎵太陽(yáng)能電池；c)銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)化率為18％)72、太陽(yáng)能電池技術(shù)〔5〕染料敏化太陽(yáng)能電池染料敏化太陽(yáng)能電池〔DSC〕主要由納米多孔半導(dǎo)體薄膜、染料敏化劑、氧化復(fù)原電解質(zhì)、對(duì)電極和導(dǎo)電基底等幾部分組成。納米多孔半導(dǎo)體薄膜通常為金屬氧化物〔TiO2、SnO2、ZnO等〕，聚集在有透明導(dǎo)電膜的玻璃板上作為DSC的負(fù)極。對(duì)電極作為復(fù)原催化劑，通常在帶有透明導(dǎo)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(fù)極間填充的是含有氧化復(fù)原電對(duì)的電解質(zhì)，最常用的是I3/I-。DSC與傳統(tǒng)的太陽(yáng)電池相比有以下一些優(yōu)勢(shì)〔附圖FTO導(dǎo)電玻璃上的ZnO納米片SEM圖〕a)壽命長(zhǎng)：運(yùn)用壽命可達(dá)15-20年；b)構(gòu)造簡(jiǎn)單、消費(fèi)工藝簡(jiǎn)單，易于制造；c)消費(fèi)本錢(qián)較低。

1991年由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院初次發(fā)表了染料敏化電池的原型，其光電轉(zhuǎn)換效率到達(dá)7.1%~7.9%。82、太陽(yáng)能電池技術(shù)；從太陽(yáng)能電池芯片的構(gòu)造的角度進(jìn)展分類，太陽(yáng)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)、超晶格能帶構(gòu)造和能帶漸變構(gòu)造?！?〕PN結(jié)構(gòu)造：PN結(jié)構(gòu)造的最早專利懇求始于1965年?！?〕PIN結(jié)構(gòu)造，最早專利懇求始于1955年。92、太陽(yáng)能電池技術(shù)；〔3〕異質(zhì)結(jié)構(gòu)造：最早專利懇求始于1956年〔4〕肖特基結(jié)構(gòu)造：專利懇求始于1966年102、太陽(yáng)能電池技術(shù)；〔5〕MIS結(jié)構(gòu)造專利懇求始于1971年〔6〕超晶格能帶構(gòu)造專利懇求始于1982年〔7〕能帶漸變構(gòu)造最早專利懇求始于1977年114、FinFET技術(shù)(1)Lowk介質(zhì)資料的背蝕工藝(ILD)12Lowk介質(zhì)資料1314(2)Highk介質(zhì)資料15Highk介質(zhì)資料資料要求:高介電常數(shù)熱穩(wěn)定性界面質(zhì)量易于處置可靠性16Highk介質(zhì)資料SiO2 3.9Si3N4/SiO2stack 5-6Si3N4 7Al2O3 10ZrSiOy,HfSiOx,LaSiOx 10-20ZrO2,HfO2,La2O3,Y2O3 15-30crystalPr2O3 3017Highk介質(zhì)資料淀積方法：MOCVDPVD(濺射,蒸發(fā))ALE(原子層淀積)MBE18Highk介質(zhì)資料

ALD(原子層淀積)19Highk介質(zhì)資料20Highk介質(zhì)資料21(3)FinFET22FinFET優(yōu)點(diǎn)：尺寸(L<10nm,20nm)低功耗最正確閾值電壓(60mV/decade)23FinFET24FinFET-制造25FinFET-制造2627FinFET快閃存儲(chǔ)器7:浮柵9:控制柵極11:柵氧化物12:柵電極13:半導(dǎo)體區(qū)14:源/漏28三、討論的問(wèn)題改良型產(chǎn)品：集成電路布圖、含有計(jì)算機(jī)軟件的制造設(shè)備、印刷電路板〔1〕印刷電路板能否獲取專利維護(hù)〔版權(quán)、外觀設(shè)計(jì)、商業(yè)〕？〔2〕集成電路布圖能否獲取專利維護(hù)〔集成電路布圖設(shè)計(jì)維護(hù)條例、版權(quán)、商業(yè)〕？〔3〕含有計(jì)算機(jī)軟件的制造設(shè)備能否獲取專利維護(hù)？29〔1〕印刷電路板能否獲取專利維護(hù)〔版權(quán)、外觀、商業(yè)〕？懇求文件如何表述？案