半导体,顾名思义就是导电性介于导体和绝缘体之间的一类物体。通过杂质的掺入而改变材料的导电性能,这便是半导体技术的底层基础。由此延展,这一特性可以用来制作出各类具备不同IV特性(电流电压特性)的晶体管。将成万上亿只晶体管集成在一起,并实现一定的电路功能,便形成了集成电路。粗略地讲,集成电路经过设计、制造、封装、测试后便形成了一颗完整的芯片,它通常是一个可以立即使用的独立整体。
说到半导体,其实它的发现可以追溯到很久以前,早在1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。后来人们又陆续发现了半导体的其他三种特性:光电伏特效应、光电导效应、整流效应。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。
半导体的生产制造流程十分复杂,我们都知道半导体的主要成分是硅,而沙子正好就是硅组成的,由沙子到半导体这俩的跨越难度可想而知。简单来讲,半导体的生产制造流程主要分为硅片制造、晶圆制造、IC封测。
其中硅片制造:硅片制造的原料是硅锭,硅锭在要经历许多工艺步骤才能制成合乎要求的硅片,包括研磨、刻印定位槽、切片、磨片、倒角、刻蚀、抛光、清洗、检测和包装;晶圆制造:晶圆指制造半导体晶体管或集成电路的衬底。晶圆制造过程主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、化学机械抛光、金属化七个相互独立的工艺流程;晶圆封测:导体封装测试是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。晶圆封测过程主要包括晶圆电测、切割、贴片、引线键合、封装、老化测试。
半导体是科技发展中必不可少的东西,在当下大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
半导体是信息化的基础 上个世纪半导体大规模集成电路、半导体激光器、以及各种半导体器件的发明,对现代信息技术革命起了至关重要的作用,引发了一场新的全球性产业革命。 信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,信息化水平已成为衡量一个国家和地区现代化的重要标志。 进入21世纪,全世界都在加快信息化建设步伐。 源于信息技术革命的需要,半导体物理、材料、器件将有新的更快的发展。 集成电路的尺寸将越来越小,将出现新的量子效应器件;宽禁带半导体代表了一个新的方向,将在短波长激光器、白光发光管、高频大功率器件等方面有广阔的应用;纳米电子器件有可能作为下一代的半导体微电子和光电子器件;利用单电子、单光子和自旋器件作为量子调控,将在量子计算和量子通信的实用化中起关键作用。 2 晶体管的发明 1945年二次大战结束时,美国贝尔实验室总裁巴克莱为了适应该室从战时转向和平时期的工作需要,决定成立固体物理组,由肖克莱负责半导体物理小组,成员有巴丁、布拉顿、吉布尼、穆尔等人。 肖克莱和巴丁是理论物理学家,布拉顿是实验物理学家,吉布尼是物理化学家,穆尔是电路学家,这种专业人才的搭配对于半导体物理研究和晶体管的发明是个黄金搭配,精干而高效。他们根据各自在30年代中期以后的经验和后来的考虑,从刚开始成立时,就把重点放在半导体材料硅和锗的研究上。 第二次世界大战期间,英国用雷达侦察到了德国的轰炸机。雷达的核心就是真空电子管,它能够将微弱电流放大。肖克莱早在1939年就准备制作能够将电流放大的固体器件,以便取代真空电子管。1947年12月,巴丁和布拉顿制成了世界上第一个锗点接触型三极管,具有电流放大作用。半导体是电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10-5~107欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。
半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。
锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
半导体分为本征半导体和杂质半导体。杂质半导体就是我们制作晶体管用的。阁下学将要学电子的吧,。
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