淺析電子行業(yè)微電子技術(shù)的應用與發(fā)展論文

淺析電子行業(yè)微電子技術(shù)的應用與發(fā)展論文

　　根據我國電子行業(yè)的發(fā)展歷程來(lái)看，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，微電子技術(shù)也逐步進(jìn)入了電子行業(yè)發(fā)展當中，并且在不斷的更新開(kāi)發(fā)中微電子技術(shù)逐步成熟占領(lǐng)著(zhù)電子行業(yè)。

　　本文通過(guò)對電子行業(yè)的微電子技術(shù)目前所面臨的各種限制進(jìn)行分析，著(zhù)重提出了微電子技術(shù)未來(lái)的發(fā)展以及微電子技術(shù)的應用。

　　一、引言

　　微電子學(xué)是研究微型電路、系統的電子學(xué)的分支，其主要研究方向是離子或者電子在固體材料中的應用，并通過(guò)它來(lái)實(shí)現信號處理功能的科學(xué)[1]。如今微電子技術(shù)在電子學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、機械加工等一系列都廣泛的應用，其最主要的特征就是實(shí)現了電子器件的微型化，做到了核心電路系統的集成。

　　二、微電子技術(shù)的定義以及影響

　　(一)微電子技術(shù)的定義。

　　微電子技術(shù)是在本世紀六十年代隨著(zhù)集成電路(IC)而誕生的一門(mén)新的電子技術(shù)，尤其是在一些大規模的集成電路發(fā)展當中表現的尤為突出，其中微電子技術(shù)包含了器件物理設計、系統電路設計、材料制備、工藝技術(shù)等一系列專(zhuān)門(mén)的技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)講微電子技術(shù)就是指微電子學(xué)中的各項工藝技術(shù)的總和，是1947年在晶體管的基礎上慢慢發(fā)展起來(lái)的。

　　(二)微電子的影響。

　　當今社會(huì )科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度是日益飛漲，在這強大的發(fā)展陣勢當中影響最大、其最具有代表性的就是微電子技術(shù)的發(fā)展。微電子技術(shù)作為目前電子信息發(fā)展的基礎核心，其對生活、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)以及計算機技術(shù)等等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有直接性的影響。

　　1.微電子對我國未來(lái)發(fā)展的主要影響。

　　微電子技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)利用引起了世界電子行業(yè)的新革命，在微電子的技術(shù)的指導之下，使得我國的電子行業(yè)的發(fā)展變得突飛猛進(jìn)，從而最大限度的滿(mǎn)足了市場(chǎng)人民的生活需要。

　　2.微電子技術(shù)對人類(lèi)生活的影響。

　　微電子技術(shù)開(kāi)發(fā)使得信息的放大、獲取、儲存、傳輸、處理等等變得方面，外加微電子器件的大量發(fā)展使得我們MEMS系統以及器件都具有體積小、功耗低等等特點(diǎn)方便了人類(lèi)的日常生活。

　　三、當前微電子技術(shù)發(fā)展所面臨的限制

　　微電子技術(shù)在電子行業(yè)的發(fā)展主要表現在集成電路芯片的制造方向。隨著(zhù)微電子技術(shù)的不斷更新，所制造出的各種高純度單晶硅片逐漸被投入電子行業(yè)，加速了電子行業(yè)的發(fā)展，在IC芯片的容量方面也提到了很大的改善。但是根據摩爾定律的預言，微電子技術(shù)的在電子行業(yè)發(fā)展方面還是面臨著(zhù)極大的挑戰，這要挑戰主要可以歸納成以下四個(gè)方面。

　　(一)物理規律限制。

　　微電子技術(shù)發(fā)展的基礎是硅基互補金屬氧化物半導體(CMOS)，而集成電路性能的提高是通過(guò)電源電壓以及器件合理縮小來(lái)實(shí)現的。但是對于集成電路的縮小并不是無(wú)極限的縮小，而是受到了電源電壓、氧化層厚度以及器件溝道長(cháng)度的影響。在目前的集成電路當中無(wú)法通過(guò)物理學(xué)來(lái)克服這些電子、離子的反物理規律運行，從而很大程度上阻礙了電子技術(shù)發(fā)展[2]。

　　(二)材料限制。

　　決定微電子材料性質(zhì)的參數主要有載流子的遷移率μ、介電常數ε、擊穿電場(chǎng)強度Ec、載流子的飽和速度vs、熱導系數K等，目前世界上微電子技術(shù)所用的主要材料都是硅，而硅的這些性質(zhì)使得微電子技術(shù)在集成電路的高度集成時(shí)就容易受到限制，影響微型化的進(jìn)步發(fā)展。

　　(三)工藝技術(shù)限制。

　　微電子工藝技術(shù)主要針對的是微電子應用制作，主要包括了微細線(xiàn)條加工以及高質(zhì)量薄膜的離子注入控制。其工藝的主要挑戰就是光刻設備的利用。雖然按照摩爾定律的發(fā)展光刻設備已經(jīng)從1微米推進(jìn)到了0.05微米，但是如果還想進(jìn)一步的微化光刻設備基本是不可能。

　　(四)半導體的限制。

　　半導體是在常溫的狀態(tài)下介于導體和絕緣體之間的材料，其也是電業(yè)行業(yè)采用的一種工藝材料，其中微電子技術(shù)在半導體材料中由于受到材料性質(zhì)的各參數影響，致使了微電子技術(shù)面臨著(zhù)溝道雜質(zhì)漲落的限制、半導體模擬與模型的限制以及強電場(chǎng)影響和氧化層等方面的限制，使得微電子技術(shù)在設計仿真的工藝當中，面臨著(zhù)各方面的限制。

　　四、微電子技術(shù)的發(fā)展前景

　　根絕微電子技術(shù)在電子行業(yè)發(fā)展中所遇到的限制問(wèn)題，研究人員必須通過(guò)新的方法尋找到新的解決途徑，并且通過(guò)在基本的物理規律上綜合其他學(xué)科創(chuàng )新出新的產(chǎn)品，以幫助微電子技術(shù)的發(fā)展，從而進(jìn)一步維持摩爾定律。

　　(一)碳納米管。

　　為了克服越發(fā)困難的硅工藝技術(shù)，研究人員開(kāi)始才材料著(zhù)手，尋找到一種能夠代替硅的材料，來(lái)集成電路當中線(xiàn)寬縮小的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年的研究碳納米管制成的晶體管在2001年終于出現了，其大量的應用到了電子生產(chǎn)行業(yè)當中。納米材料打破了硅性質(zhì)參數的限制，提高了電路當中的信號強度，推動(dòng)了微電子技術(shù)的發(fā)展。

　　(二)塑料半導體技術(shù)。

　　塑料半導體是微電子技術(shù)與化學(xué)有機的結合，它和硅半導體晶體管不一樣，塑料半導體是用塑料制作成晶體管，這種晶體管可以采用精密的噴墨技術(shù)以及印刷技術(shù)，在很短的時(shí)間內就可以完成一個(gè)作品的制作。

　　五、微電子技術(shù)在電子行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)

　　隨著(zhù)市場(chǎng)經(jīng)濟的調控以及電子產(chǎn)品消費的需求使得目前電子業(yè)的發(fā)展逐漸從傳統的生產(chǎn)模式轉向了高速率、大容量、低消耗、移動(dòng)化、多元化等多功能的生產(chǎn)模式，從而也導致了電子行業(yè)所需的電路要求也越來(lái)越高，傳統的IC設計已經(jīng)無(wú)法再滿(mǎn)足電子產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。正是因為在這種市場(chǎng)需求的推動(dòng)之下，IC設計工藝水平也逐漸得到了提升。微電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)只有把握住了整個(gè)行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重點(diǎn)，制作出的各式產(chǎn)品也越來(lái)越多，才可提升了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展速率。

　　六、結束語(yǔ)

　　微電子技術(shù)一門(mén)滲透性很強的技術(shù)，通過(guò)近幾年的發(fā)展不僅和電子學(xué)、化學(xué)、物理、生物、計算機等學(xué)科有機的結合成了一體，給人類(lèi)的發(fā)展生活提供了良好的物質(zhì)基礎，而對于電子行業(yè)來(lái)講，應該時(shí)刻把握住集成電路高速率、大容量、高密度等多功能的發(fā)展方向，利用微電子技術(shù)的不斷進(jìn)行創(chuàng )新[3]。