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半導(dǎo)體技術(shù)

半導(dǎo)體技術(shù)就是以半導(dǎo)體為材料，制作成組件及集成電路的技術(shù)。在周期表里的元素，依照導(dǎo)電性大致可以分成導(dǎo)體、半導(dǎo)體與絕緣體三大類。較常見的半導(dǎo)體是硅(Si)，當(dāng)然半導(dǎo)體也可以是兩種元素形成的化合物，例如砷化鎵(GaAs)，但化合物半導(dǎo)體大多應(yīng)用在光電方面。

絕大多數(shù)的電子組件都是以硅為基材做成的，因此電子產(chǎn)業(yè)又稱為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體技術(shù)較大的應(yīng)用是集成電路(IC)，舉凡計算機(jī)、手機(jī)、各種電器與信息產(chǎn)品中，一定有 IC 存在，它們被用來發(fā)揮各式各樣的控制功能，有如人體中的大腦與神經(jīng)。

如果把計算機(jī)打開，除了一些線路外，還會看到好幾個線路板，每個板子上都有一些大小與形狀不同的黑色小方塊，周圍是金屬接腳，這就是封裝好的 IC。如果把包覆的黑色封裝除去，可以看到里面有個灰色的小薄片，這就是 IC。如果再放大來看，這些 IC 里面布滿了密密麻麻的小組件，彼此由金屬導(dǎo)線連接起來。除了少數(shù)是電容或電阻等被動組件外，大都是晶體管，這些晶體管由硅或其氧化物、氮化物與其它相關(guān)材料所組成。整顆 IC 的功能決定于這些晶體管的特性與彼此間連結(jié)的方式。

半導(dǎo)體技術(shù)的演進(jìn)，除了改善性能如速度、能量的消耗與可靠性外，另一重點就是降低制作成本。降低成本的方式，除了改良制作方法，包括制作流程與采用的設(shè)備外，如果能在硅芯片的單位面積內(nèi)產(chǎn)出更多的 IC，成本也會下降。

所以半導(dǎo)體技術(shù)的一個非常重要的發(fā)展趨勢，就是把晶體管微小化。當(dāng)然組件的微小化會伴隨著性能的改變，但很幸運(yùn)的，這種演進(jìn)會使 IC 大部分的特性變好，只有少數(shù)變差，而這些就需要利用其它技術(shù)來彌補(bǔ)了。

半導(dǎo)體制程有點像是蓋房子，分成很多層，由下而上逐層依藍(lán)圖布局迭積而成，每一層各有不同的材料與功能。隨

著功能的復(fù)雜，不只結(jié)構(gòu)變得更繁復(fù)，技術(shù)要求也越來越高。與建筑物較不一樣的地方，除了尺寸外，就是建筑物是一棟一棟地蓋，半導(dǎo)體技術(shù)則是在同一片芯片或同一批生產(chǎn)過程中，同時制作數(shù)百萬個到數(shù)億個組件，而且要求一模一樣。因此大量生產(chǎn)可說是半導(dǎo)體工業(yè)的較大特色 。

把組件做得越小，芯片上能制造出來的 IC 數(shù)也就越多。盡管每片芯片的制作成本會因技術(shù)復(fù)雜度增加而上升，但是每顆 IC 的成本卻會下降。所以價格不但不會因性能變好或功能變強(qiáng)而上漲，反而是越來越便宜。正因如此，綜觀其它科技的發(fā)展，從來沒有哪一種產(chǎn)業(yè)能夠像半導(dǎo)體這樣，持續(xù)維持三十多年的快速發(fā)展。

半導(dǎo)體制程是一項復(fù)雜的制作流程，先進(jìn)的 IC 所需要的制作程序達(dá)一千個以上的步驟。這些步驟先依不同的功能組合成小的單元，稱為單元制程，如蝕刻、微影與薄膜制程;幾個單元制程組成具有特定功能的模塊制程，如隔絕制程模塊、接觸窗制程模塊或平坦化制程模塊等;較后再組合這些模塊制程成為某種特定 IC 的整合制程