半导体材料论文.doc

文档介绍：半导体材料论文集成电路制造工艺1半导体材料黄海刚陕西国防工业职业技术学院陕西西安710300摘要:上世纪中叶单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功导致了电子工业革命上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功彻底改变了光电器件的设计思想使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式彻底改变人们的生活方式。关键词单晶硅半导体晶体管超晶格一维量子线零维量子点Abstract:municationtechnologytopromoterapiddevelopmentandgraduallyformedahigh--:silicontransistorsuperlatticeone-dimensionalquantumwirethezero-dimensionalquantumdots集成电路制造工艺21引言目前世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨其中以低位错密度的垂直梯度凝固法VGF和水平HB方法生长的23英寸的导电GaAs衬底材料为主近年来为满足高速移动通信的迫切需求大直径46和8英寸的SIGaAs发展很快。美国莫托罗拉公司正在筹建6英寸的SIGaAs集成电路生产线。InP具有比GaAs更优越的高频性能发展的速度更快但研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技术尚未完全突破价格居高不下。GaAs和InP单晶的发展趋势是1。增大晶体直径目前4英寸的SIGaAs已用于生产预计本世纪初的头几年直径为6英寸的SIGaAs也将投入工业应用。2。提高材料的电学和光学微区均匀性。3。降低单晶的缺陷密度特别是位错。4。GaAs和InP单晶的VGF生长技术发展很快很有可能成为主流技术。。目前直径为8英寸200mm的Si单晶已实现大规模工业生产基于直径为12英寸300mm硅片的集成电路IC„s技术正处在由实验室向工业生产转变中。。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。从进一步提高硅IC„S的速度和集成度看研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外SOI材料包括智能剥离Smartcut和SIMOX材料等也发展很快。目前直径8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功更大尺寸的片材也在开发中。理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料如用Si3N4等来替代SiO2低K介电互连材料用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料特别是二维超晶格、量子阱一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等这也是目前半导体材料研发的重点。、超高频、低功耗、低噪音器件和电路特别集成电路制造工艺3在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。、量子阱材料半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术MBEMOCVD的新一代人工构造材料。