微電子技術發(fā)展趨勢及其應用

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1、微電子技術發(fā)展趨勢及其應用隨著科技的發(fā)展，微電子技術作為科技發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物對我們社會生產(chǎn)、生活等領域產(chǎn)生了極大的影響。微電子技術在生產(chǎn)領域中的應用有效地提高了生產(chǎn)效率。自從1947年發(fā)明晶體管，1958年第一塊半導體集成電路的誕生，微電子技術經(jīng)過近半世紀的高速發(fā)展，微電子技術既是基礎，又是高科技。進入到21世紀，微電子技術是當代發(fā)展最快的技術之一，大大推動了航空航天技術，遙測傳感技術，通信技術，計算機技術，X絡技及家用電器產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。同時，戰(zhàn)爭也由傳統(tǒng)變?yōu)楝F(xiàn)代的電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)的高科技戰(zhàn)爭。1什么是微電子技術微電子技術是在電子電路和電子系統(tǒng)的超小型化及微型化過

2、程中逐漸形成和發(fā)展起來的，以集成電路為核心的電子技術。是由電路設計、工藝技術、檢測技術、材料配置及物理組裝等形成的技術體系。2微電子技術的特征微電子技術是在傳統(tǒng)的電子技術基礎上發(fā)展起來的。之所以稱之為“微電子”，顧名思義就是由于它是在微小的范疇內(nèi)的一種先進技術，其特征是“四微”：（1）它對信號的加工處理是在一種固體內(nèi)的微觀電子運動中實現(xiàn)的；（2）它的工作范圍是固體的微米級甚至晶格級微區(qū)；（3）對信號的傳遞交換只在極微小的尺度內(nèi)進行；（4）它的容積很大，可以把一個電子功能部件，甚至一個子系統(tǒng)集成在一個微型芯片上?？傊?，微電子技術是指在幾乎肉眼看不見的范圍內(nèi)進行工作的一種

3、獨特而神奇的特種技術。3微電子的發(fā)展趨勢當代微電子技術正在向著高集成度、高速、低功耗、低成本的方向發(fā)展。它的進步主要借助于以下幾個方面：3.1制造工藝的改進在制造工藝方面由最初的單層平面分布發(fā)展到后來的多層工藝（有多層高密度和多層多功能兩種方式），以降低成本，增加功能。采用人工超晶格工藝（一種用人工控制晶體晶格大小制造晶體的新工藝），制造的器件叫超晶格半導體器件。這種器件的速度比硅半導體器件快10-100倍。使用敏感集成電路（在一塊芯片上同時集成各種敏感元件及外圍電路），可以縮小體積，降低成本，提高可靠性，增加功能。系統(tǒng)的集成方法將從二維結構向三維立體結構發(fā)展，這樣會

4、實現(xiàn)集成度的新突破，為集成電路的發(fā)展拓出一條新的可行之路。集成電路面世以來便以集成度每三年便翻兩番的摩爾定律發(fā)展。3.2材料的更新科學家正廣泛地探索以新材料取代硅晶體的可行途徑。隨著微電子技術的高速發(fā)展，硅材料的局限性已逐步暴露出來。采用砷化鎵、磷化銦等氧化物半導體材料和超導材料、金剛石材料制造集成電路，可以提高集成電路的開關速度、抗輻射能力和工作溫度（金剛石集成電路可在500℃-700℃下正常工作）。2000年2月12日，德國埃森大學和漢諾威大學宣布聯(lián)合研制成功在硅板上生長鍺半導體，由此制成的集成電路其開關速度將大大快于硅集成電路。同時，采用在有機物原子的化學鏈中儲

5、存信息的技術所研制的“生物芯片”也取得了一些進展。3.3芯片尺寸的增大芯片尺寸的增大可為集成度的提高提供物質(zhì)基礎，并且芯片尺寸越大，集成電路的平均成本越低。1998年，芯片尺寸已由原來的3-4英寸，增大到8-10英寸。目前已經(jīng)達到12英寸。預計今后幾年芯片的容量將達到令人震驚的程度，即一個芯片上可包含10億個元件，其電路僅有幾個原子那么薄。這必然會帶來芯片功能密度和性能價格比的大幅度提高。4微電子技術發(fā)展需要突破的技術層次（1）微細加工關鍵的加工工藝---光刻技術還是一個大問題。（2）互連技術的可靠性問題還有待研究開發(fā)。（3）新型器件結構新型材料體系還大有潛力刻挖。5

6、微電子技術的廣泛應用微電子技術不僅使電子設備和系統(tǒng)的微型化成為可能，更重要的是它引起了電子設備和系統(tǒng)的設計、工藝、封裝等的巨大變革。所有的傳統(tǒng)元器件，如晶體管、電阻、連線等，都將以整體的形式互相連接，設計的出發(fā)點不再是單個元器件，而是整個系統(tǒng)或設備。除了計算機以外，微電子技術在其他方面的應用也是相當廣泛的。從通信衛(wèi)星、軍事雷達、無人機、信息高速公路，到程控、、GPS，從氣象預報、遙感、遙測、醫(yī)療衛(wèi)生、能源、交通，到環(huán)境工程、自動化生產(chǎn)、日常生活，各個領域無不滲透著微電子技術。微電子技術對電子產(chǎn)品的消費者市場也產(chǎn)生了深遠的影響。價廉、可靠、體積小、重量輕的微電子產(chǎn)品層出

7、不窮。而落戶于各式各樣的普及型產(chǎn)品之中，進入普通百姓家。例如電子玩具、游戲機、學習機以及其他家用電器產(chǎn)品等。就連汽車這種傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品也滲透進了微電子技術，采用微電子技術的電子引擎監(jiān)控系統(tǒng)、汽車安全防盜系統(tǒng)、現(xiàn)代汽車上有時甚至要有十幾到幾十個微處理器。微電子技術發(fā)展日新月異，令人興奮不已。它對我們工作、生活和生產(chǎn)的影響無法估量。