半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展課件

主要內(nèi)容一、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)三、探討的問(wèn)題1主要內(nèi)容1半導(dǎo)體領(lǐng)域廣義的說(shuō)是與半導(dǎo)體有關(guān)的領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料的制備、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的制造工藝、半導(dǎo)體器件的應(yīng)用、半導(dǎo)體器件的測(cè)量等等。其分類號(hào)：H01L、H05K、G06、H01S。一、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展2半導(dǎo)體領(lǐng)域廣義的說(shuō)是與半導(dǎo)體有關(guān)的領(lǐng)域，涉半導(dǎo)體器件的零部件例如有：將引線框架、引線鍵合或焊料凸點(diǎn)、安裝架、安裝容器、散熱裝置、密封層、封裝樹(shù)脂層等；有機(jī)及無(wú)機(jī)材料半導(dǎo)體器件；半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備及工藝。產(chǎn)品種類：分立器件：二極管、晶體管、晶閘管、太陽(yáng)能電池、壓電器件、發(fā)光器件、單電子器件等；集成電路（布圖）例如有：集成的晶體管、MOS、CMOS、DRAM、SRAM、ROM、EPROM、EEPROM、SOC等；3半導(dǎo)體器件的零部件例如有：將引線框架、引線鍵合或焊料凸點(diǎn)、安二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)

1、納米技術(shù)；

2、太陽(yáng)能電池技術(shù)（光電）；

3、LED技術(shù)（OLED技術(shù)，電光）；

4、FinFET技術(shù)。4二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)4

2、太陽(yáng)能電池技術(shù)；（1）單晶硅太陽(yáng)能電池目前單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的達(dá)到24％，單晶硅太陽(yáng)能電池一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝，因此其堅(jiān)固耐用，使用壽命一般可達(dá)15年，最高可達(dá)25年。（2）多晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12％左右。（3）非晶硅太陽(yáng)能電池非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，目前國(guó)際先進(jìn)水平為10％左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減。

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2、太陽(yáng)能電池技術(shù)

4）化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)電池

a)硫化鎘太陽(yáng)能電池；

b)砷化鎵太陽(yáng)能電池；

c)銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)化率為18％)662、太陽(yáng)能電池技術(shù)（5）染料敏化太陽(yáng)能電池染料敏化太陽(yáng)能電池（DSC）主要由納米多孔半導(dǎo)體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電解質(zhì)、對(duì)電極和導(dǎo)電基底等幾部分組成。納米多孔半導(dǎo)體薄膜通常為金屬氧化物（TiO2、SnO2、ZnO等），聚集在有透明導(dǎo)電膜的玻璃板上作為DSC的負(fù)極。對(duì)電極作為還原催化劑，通常在帶有透明導(dǎo)電膜的玻璃上鍍上鉑。敏化染料吸附在納米多孔二氧化鈦膜面上。正負(fù)極間填充的是含有氧化還原電對(duì)的電解質(zhì)，最常用的是I3/I-。DSC與傳統(tǒng)的太陽(yáng)電池相比有以下一些優(yōu)勢(shì)（附圖FTO導(dǎo)電玻璃上的ZnO納米片SEM圖）a)壽命長(zhǎng)：使用壽命可達(dá)15-20年；b)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于制造；c)生產(chǎn)成本較低。

1991年由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院首次發(fā)表了染料敏化電池的原型，其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7.1%~7.9%。77

2、太陽(yáng)能電池技術(shù)；從太陽(yáng)能電池芯片的結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行分類，太陽(yáng)能電池專利技術(shù)可以分為PN結(jié)、PIN結(jié)、肖特基結(jié)、異質(zhì)結(jié)、MIS結(jié)、超晶格能帶結(jié)構(gòu)和能帶漸變結(jié)構(gòu)。（1）PN結(jié)結(jié)構(gòu)：PN結(jié)結(jié)構(gòu)的最早專利申請(qǐng)始于1965年。（2）PIN結(jié)結(jié)構(gòu)，最早專利申請(qǐng)始于1955年。882、太陽(yáng)能電池技術(shù)；（3）異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)：最早專利申請(qǐng)始于1956年（4）肖特基結(jié)結(jié)構(gòu)：專利申請(qǐng)始于1966年992、太陽(yáng)能電池技術(shù)；（5）MIS結(jié)結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)始于1971年（6）超晶格能帶結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)始于1982年（7）能帶漸變結(jié)構(gòu)最早專利申請(qǐng)始于1977年10104、FinFET技術(shù)(1)Lowk介質(zhì)材料的背蝕工藝(ILD)114、FinFET技術(shù)(1)Lowk介質(zhì)材料的背蝕工藝(Lowk介質(zhì)材料12Lowk介質(zhì)材料121313(2)Highk介質(zhì)材料14(2)Highk介質(zhì)材料14Highk介質(zhì)材料材料要求:高介電常數(shù)熱穩(wěn)定性界面質(zhì)量易于處理可靠性15Highk介質(zhì)材料材料要求:15Highk介質(zhì)材料SiO2 3.9Si3N4/SiO2stack 5-6Si3N4 7Al2O3 10ZrSiOy,HfSiOx,LaSiOx 10-20ZrO2,HfO2,La2O3,Y2O3 15-30crystalPr2O3 3016Highk介質(zhì)材料SiO2 3.916Highk介質(zhì)材料淀積方法：MOCVDPVD(濺射,蒸發(fā))ALE(原子層淀積)MBE17Highk介質(zhì)材料淀積方法：17Highk介質(zhì)材料

ALD(原子層淀積)18Highk介質(zhì)材料

ALD(原子層淀積)18Highk介質(zhì)材料19Highk介質(zhì)材料19Highk介質(zhì)材料20Highk介質(zhì)材料20(3)FinFET21(3)FinFET21FinFET優(yōu)點(diǎn)：尺寸(L<10nm,20nm)低功耗最佳閾值電壓(60mV/decade)22FinFET優(yōu)點(diǎn)：22FinFET23FinFET23FinFET-制造24FinFET-制造24FinFET-制造25FinFET-制造252626FinFET快閃存儲(chǔ)器7:浮柵9:控制柵極11:柵氧化物12:柵電極13:半導(dǎo)體區(qū)14:源/漏27FinFET快閃存儲(chǔ)器7:浮柵27三、探討的問(wèn)題改進(jìn)型產(chǎn)品：集成電路布圖、含有計(jì)算機(jī)軟件的制造設(shè)備、印刷電路板（1）印刷電路板能否獲取專利保護(hù)（版權(quán)、外觀設(shè)計(jì)、商業(yè)秘密）？（2）集成電路布圖能否獲取專利保護(hù)（集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例、版權(quán)、商業(yè)秘密）？（3）含有計(jì)算機(jī)軟件的制造設(shè)備能否獲取專利保護(hù)？28三、探討的問(wèn)題28（1）印刷電路板能否獲取專利保護(hù)（版權(quán)、外觀、商業(yè)秘密）？申請(qǐng)文件如何表述？

案例1：權(quán)利要求2929（2）集成電路布圖能否獲取專利保護(hù)（集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例、版權(quán)、商業(yè)秘密）？申請(qǐng)文件如何表述？3030案例231案例231（3）含有計(jì)算機(jī)軟件的制造設(shè)備能否獲取保護(hù)？申請(qǐng)文件如何表述？3232謝謝！33謝謝！33主要內(nèi)容一、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)三、探討的問(wèn)題34主要內(nèi)容1半導(dǎo)體領(lǐng)域廣義的說(shuō)是與半導(dǎo)體有關(guān)的領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料的制備、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的制造工藝、半導(dǎo)體器件的應(yīng)用、半導(dǎo)體器件的測(cè)量等等。其分類號(hào)：H01L、H05K、G06、H01S。一、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展35半導(dǎo)體領(lǐng)域廣義的說(shuō)是與半導(dǎo)體有關(guān)的領(lǐng)域，涉半導(dǎo)體器件的零部件例如有：將引線框架、引線鍵合或焊料凸點(diǎn)、安裝架、安裝容器、散熱裝置、密封層、封裝樹(shù)脂層等；有機(jī)及無(wú)機(jī)材料半導(dǎo)體器件；半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備及工藝。產(chǎn)品種類：分立器件：二極管、晶體管、晶閘管、太陽(yáng)能電池、壓電器件、發(fā)光器件、單電子器件等；集成電路（布圖）例如有：集成的晶體管、MOS、CMOS、DRAM、SRAM、ROM、EPROM、EEPROM、SOC等；36半導(dǎo)體器件的零部件例如有：將引線框架、引線鍵合或焊料凸點(diǎn)、安二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)

1、納米技術(shù)；

2、太陽(yáng)能電池技術(shù)（光電）；

3、LED技術(shù)（OLED技術(shù)，電光）；

4、FinFET技術(shù)。37二、半導(dǎo)體技術(shù)的熱點(diǎn)4

2、太陽(yáng)能電池技術(shù)；（1）單晶硅太陽(yáng)能電池目前單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的達(dá)到24％，單晶硅太陽(yáng)能電池一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝，因此其堅(jiān)固耐用，使用壽命一般可達(dá)15年，最高可達(dá)25年。（2）多晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12％左右。（3）非晶硅太陽(yáng)能電池非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，目前國(guó)際先進(jìn)水平為10％左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減。

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2、太陽(yáng)能電池技術(shù)

4）化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)電池

a)硫化鎘太陽(yáng)能電池；

b)砷化鎵太陽(yáng)能電池；

c)銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)化率為18％)3962、太陽(yáng)能電池技術(shù)（5）染料敏化太陽(yáng)能電池染料敏化太陽(yáng)能電池（DSC）主要由納米多孔半導(dǎo)體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電解質(zhì)、對(duì)電極和導(dǎo)電基底等幾部分組成。納米多孔半導(dǎo)體薄膜通常為金屬氧化物（TiO2、SnO2、ZnO等），聚集在有透明導(dǎo)電膜的玻璃板上作為DSC的負(fù)極。對(duì)電極作為還原催化劑，通常在帶有透明導(dǎo)電膜的玻璃上鍍上鉑。敏化染料吸附在納米多孔二氧化鈦膜面上。正負(fù)極間填充的是含有氧化還原電對(duì)的電解質(zhì)，最常用的是I3/I-。DSC與傳統(tǒng)的太陽(yáng)電池相比有以下一些優(yōu)勢(shì)（附圖FTO導(dǎo)電玻璃上的ZnO納米片SEM圖）a)壽命長(zhǎng)：使用壽命可達(dá)15-20年；b)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于制造；c)生產(chǎn)成本較低。

1991年由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院首次發(fā)表了染料敏化電池的原型，其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7.1%~7.9%。407

2、太陽(yáng)能電池技術(shù)；從太陽(yáng)能電池芯片的結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行分類，太陽(yáng)能電池專利技術(shù)可以分為PN結(jié)、PIN結(jié)、肖特基結(jié)、異質(zhì)結(jié)、MIS結(jié)、超晶格能帶結(jié)構(gòu)和能帶漸變結(jié)構(gòu)。（1）PN結(jié)結(jié)構(gòu)：PN結(jié)結(jié)構(gòu)的最早專利申請(qǐng)始于1965年。（2）PIN結(jié)結(jié)構(gòu)，最早專利申請(qǐng)始于1955年。4182、太陽(yáng)能電池技術(shù)；（3）異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)：最早專利申請(qǐng)始于1956年（4）肖特基結(jié)結(jié)構(gòu)：專利申請(qǐng)始于1966年4292、太陽(yáng)能電池技術(shù)；（5）MIS結(jié)結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)始于1971年（6）超晶格能帶結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)始于1982年（7）能帶漸變結(jié)構(gòu)最早專利申請(qǐng)始于1977年43104、FinFET技術(shù)(1)Lowk介質(zhì)材料的背蝕工藝(ILD)444、FinFET技術(shù)(1)Lowk介質(zhì)材料的背蝕工藝(Lowk介質(zhì)材料45Lowk介質(zhì)材料124613(2)Highk介質(zhì)材料47(2)Highk介質(zhì)材料14Highk介質(zhì)材料材料要求:高介電常數(shù)熱穩(wěn)定性界面質(zhì)量易于處理可靠性48Highk介質(zhì)材料材料要求:15Highk介質(zhì)材料SiO2 3.9Si3N4/SiO2stack 5-6Si3N4 7Al2O3 10ZrSiOy,HfSiOx,LaSiOx 10-20ZrO2,HfO2,La2O3,Y2O3 15-30crystalPr2O3 3049Highk介質(zhì)材料SiO2 3.916Highk介質(zhì)材料淀積方法：MOCVDPVD(濺射,蒸發(fā))ALE(原子層淀積)MBE50Highk介質(zhì)材料淀積方法：17Highk介質(zhì)材料

ALD(原子層淀積)51Highk介質(zhì)材料

ALD(原子層淀積)18Highk介質(zhì)材料52Highk介質(zhì)材料19Highk介質(zhì)材料53Highk介質(zhì)材料20(3)FinFET54(3)FinFET21FinFET優(yōu)