浅析微电子制造技术及其发展

刘贵鹏

摘 要：电子信息技术的使用加快了世界发展的脚步，并且在各个行业中的应用范围也变得越来广泛。这直接导致这项技术的使用在集成电路中占据的地位也变得很高。信息技术的快速发展催生出了一个新型的电子技术，就是微电子制造技术，这项技术的使用提升了电子制造行业的生产效率。文章针对微电子制作技术的使用进行了内上的分析，分析的过程中也对这项技术的未来发展趋势进行了展望。希望得到的结论可以给相关人员的工作进展带来帮助。

关键词：微电子；制造技术；集成电路；发展

集成电路是一种应用在电子信息科技领域的新型技术，这项技术的研发让电子生产行业的发展发生了翻天覆地的变化，促进了行业的变革速度。以往的半导体使用材料一般是单质硅，这种材料在使用过程中效率不是很高，对于工作上的细节处理也差强人意。随着技术的发展与运用，第二代半导体材料逐渐被人们所熟识并广泛应用。如今，半导体的使用材料已经变为氧化镓或是硅化碳，也就是第三代电子处理技术，这项技术的不断更新使得技术的使用材料体积也变得越来越小。

1 微电子技术的发展历程

自20世纪中期第一个集成电路研发成功之后，我们就进入了微电子技术时代，在半个多世纪的发展中，微电子技术被广泛应用在工业生产和国防军事领域，目前更是在商业领域中获得极大的应用和发展。并且在长期的发展进程中，微电子技术一直是以集成电路为主要的核心代表，也逐渐形成了一定的发展规律，最典型的莫过于摩尔定律。当然，集成电路的应用领域不断扩展也进一步刺激了微电子技术的快速发展。

在新事物的发展进程中，其发展规律和发展趋势势必要与需求相结合，并受需求的影响。微电子技术也不例外。在其发展进程中，微电子制造技术无疑是微电子技术最大的“客户”，正是因为微电子制造技术提出了各种应用需要，才使得微电子技术得到了快速发展。也可以说，微电子制造技术正是微电子设计技术与产品应用技术的“中介”，是将微电子技术设计猜想转化为实物的“桥梁”。但值得一提的是，这个实物转化的过程也会对微电子设计技术的发展产生影响，并直接决定着微电子器件的造价与功能作用。

2 微电子制造技术的发展与制造工艺

在半个多世纪的发展中，微电子制造技术的应用主要体现在集成电路与分立器件的生产工艺上。集成电路和分立器件在制造工艺上并无太大区别，仅仅只是两者的功能与结构不一样。但是受电子工业发展趋势的影响，目前集成电路的应用范围相对更广，所以分立器件在微电子制造技术应用中所占的比重逐渐减少，集成电路逐渐成为其核心技术。

在集成电路的制造过程中，微电子制造技术主要被应用在材料、工艺设备以及工艺技术三方面上，并且随着产业化的发展，这三方面逐渐出现了产业分工现象。发展到今天，集成电路的制造产业分为了材料制备、前端工艺和后端工艺三大产业，这些产业相互独立运作，各自根据市场需求不断发展。

集成电路的种类有多种，相关的工艺也有差异，但各类集成电路制造的基本路径大致相同。材料制造包括各种圆片的制备，涉及从单晶拉制到外延的多个工艺，材料制造的主要工艺有单晶拉制、单晶切片、研磨和抛光、外延生长等几个环节，但并不是所有的材料流程都从单晶拉制走到外延，比如砷化稼的全离子注入工艺所需要的是抛光好的单晶片（衬底片），不需要外延。

前端工艺总体上可以概括为图形制备、图形转移和注入（扩散）形成特征区等三大步，其中各步之间互有交替。图形制备以光刻工艺为主，目前最具代表性的光刻工艺是45nm工艺，借助于浸液式扫描光刻技术。图形转移的王要内容是将光刻形成的图形转入到其他的功能材料中，如各种介质、体硅和金属膜中，以实现集成元器件的功能结构。注入或扩散的主要目的是通过外在杂质的进入，在硅片特定区域形成不同载流子类型或不同浓度分布的区域和结构。

3 微电子制造技术的发展趋势和主要表现形式

总体上，推动微电子制造技术发展的动力来自于应用需求和其自身的发展需要。作为微电子器件服务的主要对象，信息技术的发展需求是微电子制造技术发展的主要动力源泉。信息的生成、存储、传输和处理等在超高速、大容量等技术要求和成本降低要求下，一代接一代地发展，从而也推动微电子制造技术在加工精度、加工能力等方面相应发展。

从历史上看，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导体材料的发展，大都是因为后一代的材料在某些方面具备更为优越的性能。如砷化稼在高频和超高频方面超越硅材料，氮化稼在高频大功率方面超越砷化稼。从长远看，以材料的优越特性带动微电子器件及其制造技术的提升和跃进仍然是微电子技术发展的主要表现形式。较为典型的例子是氮化稼材料的突破直接带来蓝光和白光高亮LED的诞生，以及超高频超大功率微电子器件的发展。

微电子制造技术在发展的历史进程中融合了其他制造技术上的应用，所以这项技术近年来的突出表现是集成电路的开发与使用，在使用过程中可以兼容其他的格式进行工作。电子制造技术以及集成电路信息技术在融合的过程中，让电子生产企业的效率得到了稳步的提升，由此我们可以从中了解到这种多种技术相融合的，集成方式，可以将应用领域的生产效率进行实际性的整合。所以，研究人员应该对这项技术的使用进行重点开发，在研发与技术处理过程中将生产上的效率提升到最大。

结束语

通过以上的论述，我们可以从技术的发展与变革的过程中了解到，科学技术是第一生产力，科学的进步与发展让电子信息技术的发展市场份额变的越来越大。微电子信息技术的应用使得集成电路的为主要核心动力的电子制造行业发展进步的速度越来越快。现如今，微电子制造技术已经在纳米级的集成电路产品制造中得以实现，电子产品的更新换代速度变得更快。同时，这种材料在使用过程中也可以将这些电子产品的质量与稳定性进行良好的保证。以当前的科技发展趋势来看，微电子制造技术在未来的行业发展过程中将会有更大的发展与提升的空间。所以为了让技术产业可以推动我国国民经济的发展与运行，相关研究人员必须加强对电子信息技术方面的技术研究，让这些高微电子制造技术水平可以与西方国家相媲美，并在发展研究的过程中，建立我国自主生产品牌，让我国的电子信息技术可以走向世界。

参考文献

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