半导体是什么 带你了解半导体的一些知识

半导体在我们的生活中有着至关重要的地位，我们现在所享受到智能科技带来的生活和便捷都离不开半导体，下面一起了解一下什么是半导体吧。

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。

晶圆（WAFER）：多指单晶硅圆片，由普通硅沙拉制提炼而成，是最常用的半导体材料。按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸等规格，近来已经发展出16英寸甚至更大规格。晶圆越大，同一圆片上可生产同规格的IC就多，可有效降低IC成本。

半导体晶圆制造的基本原理，主要是将经过精密设计的电路，藉由光罩逐层（Layer by Layer）的转移至矽晶圆上，以制造出所需的IC产品。主要的加工步骤包括化学清洗（Chemical clean）、氧化∕薄膜沈积(Oxidation∕Metal deposition)、光罩投影(Photolithography)、蚀刻(Etching)、离子植入（Ion implant）、扩散(Diffuse)、光阻去除、检验与量测等[34]，总加工步骤随著历年曝光方式的改变及线路线宽的减少而与日遽增。以动态随机存取记忆体（DRAM）为例，制作过程非常困难且繁复，如将量测与检验等步骤纳入考量，总制程步骤已超过五百道以上。

晶圆制造的基本流程，是将矽晶圆投入制程中，经过化学清洗、氧化∕薄膜沈积等程序后，会於矽晶圆表面形成一层矽氧化膜，此薄膜经过上光阻液、并配合光罩於黄光区进行曝光、显影，就可将光罩上的电路图移转至矽晶圆上。经过特殊光线照射后的光阻液会产生变化，使得此部份的光阻液可利用化学药品或腐蚀性气体去除而露出矽氧化膜，此为蚀刻（Etching）过程。露出的矽氧化膜经离子植入制程，於晶圆表面植入硼、砷和磷等离子，以形成半导体电子元件。接下来以金属贱镀的方式，於晶圆表面贱镀能够导电的金属层，以连接电子元件，并以表面绝缘保护，就可完成其中一个层（Layer）的制造。如此一层一层的层叠架构，就可将电路图完全的移转至矽晶圆上，完成所制造的IC产品，不同功能的IC产品所需的层数也不相同，视其复杂度而定。以下便针对上述几个单元制作略述其制造、生产特性以及所使用的设备。

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