在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第四种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯初次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。在半导体器件加工中,晶圆是很常用的基材。微流控半导体器件加工实验室
半导体分类及性能:本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带,受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子-空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子-空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。微流控半导体器件加工实验室离子注入是半导体器件加工中的一种方法,用于改变材料的电学性质。
半导体技术重要性:在庞大的数据中搜索所需信息时,其重点在于如何制作索引数据。索引数据的总量估计会与原始数据一样庞大。而且,索引需要经常更新,不适合使用随机改写速度较慢的NAND闪存。因此,主要采用的是使用DRAM的内存数据库,但DRAM不仅容量单价高,而且耗电量大,所以市场迫切需要能够替代DRAM的高速、大容量的新型存储器。新型存储器的候选有很多,包括磁存储器(MRAM)、可变电阻式存储器(ReRAM)、相变存储器(PRAM)等。虽然存储器本身的技术开发也很重要,但对于大数据分析,使存储器物尽其用的控制器和中间件的技术似乎更加重要。而且,存储器行业垄断现象严重,只有有限的几家半导体厂商能够提供存储器,而在控制器和中间件的开发之中,风险企业还可以大显身手。
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。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。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是很晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指一种导电性可控,范围从绝缘体到导体之间的材料。从科学技术和经济发展的角度 来看,半导体影响着人们的日常工作生活,直到20世纪30年代这一材料才被学术界所认可。在热处理的过程中,晶圆上没有增加或减去任何物质,另外会有一些污染物和水汽从晶圆上蒸发。
半导体技术进入纳米时代后,除了水平方向尺寸的微缩造成对微影技术的严苛要求外,在垂直方向的要求也同样地严格。一些薄膜的厚度都是1~2纳米,而且在整片上的误差小于5%。这相当于在100个足球场的面积上要很均匀地铺上一层约1公分厚的泥土,而且误差要控制在0.05公分的范围内。蚀刻:另外一项重要的单元制程是蚀刻,这有点像是柏油路面的刨土机或钻孔机,把不要的薄层部分去除或挖一个深洞。只是在半导体制程中,通常是用化学反应加上高能的电浆,而不是用机械的方式。在未来的纳米蚀刻技术中,有一项深度对宽度的比值需求是相当于要挖一口100公尺的深井,挖完之后再用三种不同的材料填满深井,可是每一层材料的厚度只有10层原子或分子左右。这也是技术上的一大挑战。半导体器件加工要考虑器件的故障排除和维修的问题。微流控半导体器件加工实验室
单晶抛光硅片加工流程:切断:目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分。微流控半导体器件加工实验室
光刻技术在半导体器件加工中起着至关重要的作用。它可以实现图案转移、提高分辨率、制造多层结构、控制器件性能、提高生产效率和降低成本。随着半导体器件的不断发展,光刻技术也在不断创新和改进,以满足更高的制造要求。刻蚀在半导体器件加工中起着至关重要的作用。它是一种通过化学或物理方法去除材料表面的工艺,用于制造微电子器件中的电路结构、纳米结构和微细结构。刻蚀可以实现高精度、高分辨率的图案转移,从而实现半导体器件的功能。微流控半导体器件加工实验室