半导体论文范文（精品推荐6篇）

时间:2019-09-27

　　半导体论文范文一（1）：

　　题目：我国半导体产业在后摩尔时代的发展思考

　　摘要：要对“后摩尔时代”下的半导体产业发展路径进行研究, 就需要先把握好现阶段国内产业所处的发展阶段。本文研究立足于后摩尔时代这一背景, 分析了现阶段我国半导体产业存在的问题, 对比其他国家以及地区产业发展的途径, 分析相同点和不同点, 最后根据我国的实际情况, 提出有效的政策建议及发展路径, 希望可以推动国内半导体产业更好地发展。

　　关键词：后摩尔时代; 摩尔定律; 半导体; 集成电路;
 

　　一、后摩尔时代的半导体行业发展趋势

　　在经济和技术两方面的压力背景下, 摩尔定律已经无法满足当前发展的需求, 知名的国际半导体技术路线图的编写主旨也不再是这一定律。2016年, 美国杂志《自然》中提到这一定律已经在经济以及技术双重压力下而终结, 经济压力主要体现在需求出现多元化的趋势, 生产成本在快速增长;技术方面的压力主要体现在产生的热量不能得到有效的消除, 还有硅材料的量子效应影响不断加强。当前各国半导体产业都步入了后摩尔时代, 在这种背景下探究产业的发展路径是一个很重要的课题。美国是这一产业的先驱, 其一直在进行不断的探索, 一直在不断地优化, 坚持探索半导体技术的以后发展方向。日本、欧洲、韩国以及我国台湾等国家和地区是在观望美国技术的发展过程, 选择重点优势的内容, 通过单点突破的方式, 想要让企业可以提升竞争力, 在世界范围内的产业链中可以站稳脚跟。而欧美以及日韩厂商会不断集中在自身核心技术方面, 将不属于核心的技术慢慢转移出去, 在技术东移的情况下, 我国大陆以及台湾地区的集成电路设计公司也会得到发展, 获得长期的利益。

　　二、当下我国半导体产业发展所面临的主要问题

　　1、技术门槛的限制

　　IC设计是IC产业链中一个重要的组成部分, 也是最积极的一部分, 在2011年大陆这方面的企业数量就有600家, 但是这些企业总体上实力并不强, 且规模不大, 能够进入国际上排名前十的企业没有。另外, 企业对于技术消化速度较慢, 缺乏优秀的人才, 企业之间都是独立发展, 并没有形成一个有偿共享知识专利的机制, 在IP交易方面存在不足, 没有市场化引导。在产品制造上, 国外主流的CMOS技术已经发展到28nm和22nm。随着不断发展, 投入的资金也越来越多, 技术升级速度很快, 晶圆线折旧的速度很快, 这些都导致很多企业没有真正进入到产业中, 企业发展不是很乐观。

　　2、产业链配套不流畅

　　产业链每个环节都十分重要, 只有相互之间实现有效的衔接以及协同才能促进整体的发展, 但是实际情况是缺乏科学有效的布局。第一, IC应用行业和IC产业之间缺乏联系;第二, 集成电路产业链中各环节间缺乏有效的协同以及配套;第三, 国内集成电路产业在发展初期就基础不足, 存在区域发展不均衡等问题, IC有关产业以及支持性产业发展较为薄弱, 使得企业虽然花费很多的成本, 但是效率不高, 产业链环节之间存在裂缝问题, 在材料产品质量以及成套设备供应方面都存在不足, 和一流企业的标准差距较大。

　　3、科技创新缺乏

　　首先, 缺乏人才。每年微电子专业的大学生数量较少, 和市场需求相比还存在较大的差距。国内集成电路设计行业中一个主要的问题就是缺乏充足的优秀人才, 该行业属于高科技, 人才对其的重要性要比其他产业还高, 人力方面的成本在设计企业成本总和中的比例占据一半以上。现阶段, 国内这方面的人才数量在两万人左右, 分布在500家设计公司以及研究院, 相比行业发达国家是远远不够的。其次, 资金不足。要投资一条65nm生产线需要花费25亿~30亿美元, 如果是22nm生产线投资就需要100亿美元以上。然而该行业总体回报不是很高, 这就让风险投资也失去了积极性, 很多公司会等设计公司得到了初步成功之后进行套现再推出。[1]并且现阶段很多技术标准都是在国外企业手中, 比如美国高通公司每年从3G手机企业那里获得的专利授权费用就达到了500万美元, 昂贵的费用让国内很多企业都只能观望。最后, 我国集成电路企业一直被境外企业收购, 这样的例子有很多, 如美国Atheros公司在2010年就收购了上海普然, 这一企业拥有宽带接入融合以及无源光网络重要技术;2010年, 台湾联发科并购苏州傲视通, 傲视通有3G无线通信TD-SCDMA解决方案, 境外企业通过并购这一方式进入我国大陆市场的情况不断增加。[2]

　　三、其他国家及地区后摩尔时代半导体产业发展路径选择

　　1、美国

　　在对后摩尔时代美国半导体产业发展的特点及变化进行分析的过程中, 主要将其分成以下四个方面:第一个方面就是军事采购和研发政策。一个国家想要发展, 不仅仅要有足够的资金, 同时还需要政府给予的高科技资金补贴来维系其所需的市场及资金。这不仅仅为产品设计确定了方向, 还为集成电路提供了最初的市场。第二个方面就是颁布立法政策, 例如《小企业投资公司法》等风投法律, 这些法律的实施不仅仅为国家发展的利益提供了保障, 同时还可以规范与助推风投业蓬勃发展, 使其经济效益发展良好。第三个方面就是鼓励和引导合作创新, Sematech的出现使美国经济逐渐复苏, 在整体分析的过程中美国企业已经从固体的解放中逐渐解放出来, 同时还让美国站上了经济发展的最前端。[3]

　　2、欧洲

　　在对后摩尔时代欧洲半导体产业进行分析的过程中, 可以确定的就是对应欧洲一体化进程不断演变的过程中, 很多地区都在实际发展的过程中逐渐地发展着一些比较独特的发展点。但是在国家经济发展的基础上, 很多国家都在利用自己国家的经济进行整体上的经济提高, 在强强联合的独特背景下, 合并共赢一直都非常活跃。在现阶段经济发展的过程中, 跨国公司之间的合作非常普遍, 不仅在集成电路产业的发展上起到了一定的促进作用, 还为国家未来的发展打下坚实的基础。

　　3、日本

　　在对后摩尔时代日本半导体产业发展的特点及变化进行分析的过程中, 发现的主要特点有以下几个方面:第一个方面就是市场准入设限, 其中主要使用的方案有限制配额、提高关税、国产化等, 用这些手段可以直接制约国外半导体商品大量流入本国市场;第二个方面就是对本国半导体产业实施优惠措施, 如提供信贷、企业经营政策支持、税收优惠等;第三个方面就是巨头合作与政府的大力支持;第四个方面就是大力扶持新工业制度, 一个行业想要发展, 就需要对一些工业软件进行整体上的创新, 并在实际的竞争中逐渐开始研发工业软件的公开性与透明度, 最大限度上地推动了本国半导体产业的发展。

　　4、中国台湾地区

　　台湾地区在后摩尔时代半导产业发展路径下的经济发展优势主要是从三个层面完成的:第一个层面就是IC制造业带动全产业链以及适当的分工使台湾半导体产业获得竞争优势, 在台湾实行后摩尔时代半导产业发展路径的时候, 在过程中逐渐拉动了上游设计和下游封装测试, 将主要的聚集点放在台湾地区后摩尔时代半导产业发展路径的核心价值体系中, 加快了社会经济的稳定发展。第二个层面就是台湾企业在半导体产业形成了极强的产业群聚。第三个层面就是资本投入量产效应。在整体的调查中发现, 现阶段的晶圆代工的营收比重超过了整体IC制造业收人的一半, 因此这种晶圆代工的技术逐渐成为台湾IC制造业重心所在。

　　四、我国半导体产业发展路径选择建议

　　1、建立符合本地区情况的半导体产业发展模式

　　在整体的的产业发展中, 可以确定的就是很多国家的经济发展都是结合整体的地区发展状况进行技术发展和环境发展的, 并具有一定的时代性。现阶段很多的部门都对发展半导体企业有着独特的看法, 在一次又一次的企业升级处理中, 很多政府都对产业进行仔细的规划, 找到合适的方式开展搬到企业的发展历程。

　　2、集聚产业所需的各方面资源

　　三个国家和地区都充分发挥政府与市场的相互协调作用, 在经济发展的过程中逐渐从政府那里吸取相应的资源, 慢慢提高国家之间的产业经济发展。例如日本政府在1995年推行了《科学技术基本法》, 对于日本企业的发展有着历史性的作用。

　　3、充分重视企业在产业发展中的重要性

　　一个国家想要发展, 那么发展的资源和储备的资源力量就是非常重要的。政府在促进产业发展的过程中, 要充分尊重市场经济的发展规律, 与一些大型的企业、发展迅速的企业以及一些发达国家进行经济上的合作和文化上的交流, 努力将国外一些新型的技术吸引进来。同时在整个国家发展的过程中要不断地鼓励企业利用新型的技术来研发新产品。在整个半导体发展期间, 日本发展得比较成功的公司主要有几个, 其中第一个公司就是富士通, 第二个公司就是日立, 第三个公司就是三菱, 还有东芝、松下、索尼等, 这些公司在半导体企业发展的过程中, 逐渐以本企业的独特品牌和研发的新产品占据了市场中的主要位置, 将企业发展推到了世界经济发展的首要核心。

　　然而在改革开放后, 在国际上巨大的技术优势背景下, 国内的半导体产业也在不断地进行追赶。当前各国半导体产业都在逐渐步入“后摩尔时代”, 在这种情况下, 怎样选择我国这一产业的未来发展方向, 促进我国成为半导体强国十分重要, 而如何更好地推动后摩尔时代大背景下半导体行业的发展, 并不断缩短与其他发达国家之间的差距是我国企业和政府都要充分思考的问题。

　　参考文献
       [1]张明:IC在后摩尔时代的挑战和机遇[J].电子产品世界, 2010, 17 (Z1) :84.
   　[2] Yuefeng Ji, Xiaoxiong Wang, Shizong Zhang, 等.面向未来无源光网络的双层效率增强机制[J].Science China Information Sciences, 2016, 59 (2) :1-13.
　   [3]王莹:专访艾迈斯半导体首席执行官Alexander Everke关注高增长市场的差异化创新[J].电子产品世界, 2018 (1) :1-3.

　　半导体论文范文一（2）：

　　题目：半导体单晶抛光片清洗技术分析

　　摘要：本文以半导体单晶抛光片清洗原理为入手点, 结合铬、砷化镓、硅等半导体单晶抛光片污染物质来源, 对半导体单晶抛光片清洗技术进行了简单的分析, 以便为半导体单晶抛光片清洗效率的提升提供依据。

　　关键词：半导体; 单晶抛光片; 清洗技术;

　　Abstract：In this paper, based on the cleaning principle of semiconductor single crystal polishing tablet, combined with the source of chromium, gallium arsenide, silicon and other semiconductor single crystal polishing tablets, this paper makes a simple analysis on the cleaning technology of semiconductor single crystal polishing tablet, so as to provide the basis for improving the cleaning efficiency of semiconductor single crystal polishing tablet.

　　Keyword：semiconductor; single crystal polished wafers; cleaning technology;

　　1 半导体单晶抛光片污染杂质

　　在实际清洗处理中, 常采用物理、或化学反应的方法去除;有机物主要来源于清洗容积、机械油、真空脂、人体油脂、光刻胶等方面, 在实际清洗环节可采取双氧水或酸性溶液去除;氧化物主要是相应半导体单晶抛光片在自然含氧环境中形成的, 且在后期会形成较为严重的化学缺陷。在实际清洗环节可采用稀氢氟酸或稀盐酸进行浸泡处理。

　　2 半导体单晶抛光片清洗技术

　　2.1 硅抛光片清洗技术

　　硅抛光片清洗主要包括DHF清洗、APM清洗、HPM清洗三个步骤。首先采用DHF法, 将附着在硅抛光片表面的自然氧化膜进行清除处理。在硅抛光片表面锌、铝、铁、镍等金属氧化物质去除之后, 由于双氧水的作用, 硅抛光片外层会逐渐形成新的氧化物。这种情况下, 就需要将硅抛光片浸泡入DHF清洗液中, 一段时间后, 可去除硅抛光片外部大部分的氧化膜及金属离子。DHF清洗液进行硅抛光片清洗主要是依据DHF清洗液中的氢离子与硅抛光片表层断裂键结合, 在硅抛光片外部形成氢离子终端, 而氢离子的疏水性可为表面离子去除提供依据。其次APM清洗, APM清洗主要采用水、双氧水、氢氧化铵等物质进行适当比例拌和。在双氧水的催化作用下, 硅抛光片外部可形成一层自然氧化膜, 即二氧化硅, 其具有亲水性质。将硅抛光片浸泡入APM清洗液后, 硅抛光片外部自然氧化层可与硅抛光片清洗液中的氢氧化铵溶液发生反应, 形成溶于水的物质, 便于自然氧化膜的有效去除。最后在HPM清洗, HPM清洗液主要由水、双氧水、盐酸等试剂进行适当拌和而成, 其主要针对硅抛光片外部的镁、铝、钠、铁等碱性金属物资。由于硅抛光片外层金属物质具有较为良好的抗腐蚀性能, 在实际HPM清洗完毕之后, 可采用超声仪器进行进一步清洁处理。

　　2.2 砷化镓抛光片清洗技术

　　在砷化镓单晶体抛光处理之后, 形成的自然氧化膜内部结构主要有三氧化二砷、五氧化二砷、三氧化二镓等物质。在实际应用过程中, 相较于砷而言, 镓的化学性质更加活泼, 因此在砷化镓单晶抛光片中表层氧化物质主要为砷氧化物。而由于砷自然氧化层厚度较大, 其实际晶体抛光片完整性也具有一定缺失。因此在砷化镓单晶抛光片清洗过程中, 主要针对其表层三氧化二砷、三氧化二镓氧化物。首先可采用氢氧化钾溶液, 通过氢氧根离子与三氧化二镓、三氧化二砷、五氧化二砷的反应, 可有效去除砷化镓表层自然氧化物质。由于在实际清除过程中, 氢氧化钾溶液与砷化镓在持续的发生反应, 其可在砷化镓抛光片外层形成亲水表层, 在不损伤抛光片表层结构的情况下, 将砷化镓表层颗粒有效去除。然后可采用臭氧水与紫外光进行清除处理。在紫外光的催化作用下, 臭氧水可与砷化镓表层物质发生反应, 从而形成稳定的活化能。最后在砷化镓表层物质状态变化的基础上, 可采用1000k Hz超声波, 结合稀硫酸溶液, 为砷化镓表层物质去除营造一个良好的酸性环境, 便于砷化镓表层金属物资及其他有机吸附杂质的有效去除。

　　2.3 铬抛光片清洗技术

　　首先在有机物去除环节, 主要依据相似相溶原理, 将铬抛光片浸泡入有机溶剂内, 随后采用乙醇、异丙醇等水基溶剂将其表层有机溶剂进行清除, 如石油醚、甲苯等。在这个基础上, 采用纯化水或去离子水将其表层杂质进行冲洗除净。需要注意的是, 由于铬抛光片清洗环节, 采用了大量的有机化学试剂, 而有机化学试剂作用时效较长, 对整体清洗效率造成了一定的影响。

　　其次金属物质去除, 相较于硅、砷化镓等半导体单晶抛光片而言, 铬抛光片在实际应用中, 主要采用硫酸溶液进行金属物质去除。而由于硫酸溶液在实际应用过程中, 极易在铬抛光片表层形成硫化物, 而硫化物的难溶性为后续工作造成了一定的困难。因此本文主要采用不同浓度盐溶液的配置, 对铬抛光片外层金属物质进行梯度洗脱。稀盐酸溶液自身稳定的化学性质, 可以在保证铬抛光片外层金属离子去除效果的同时, 生成溶解性良好的氯化盐, 便于后续处理工作的顺利进行。而自然氧化膜去除工序的省略, 也可以有效提高铬抛光片清除效率。

　　最后, 采用兆声波清洗可以适当提高清洗效率, 声波的能量从压电陶瓷传递至晶圆表面的液体薄层内, 形成直进流, 或者是由于声波能量的强弱变化导致一些微气泡的破裂, 加快晶圆表面液体的流动, 兆声波清洗技术主要是由850k Hz的高能频振效应, 结合相应化学APM清洗剂的应用, 对铬抛光片进行反复清洗。在清洗环节相应超声设备可以发出波长为1.50μm的高能声波, 在高能声波的驱动下, 溶液分子可以一个加速度运动, 当其最大瞬时速度达到31cm/s时, 则可以形成高速流体波。高速流体波可通过连续冲击作用, 将铬抛光片外部附着杂质、微小颗粒进行强制去除。在这个过程中, APM清洗液主要利用其内部氢氧化铵、去离子水、过氧化氢等物质, 与铬抛光片外部物质发生反应, 最终形成可溶于水的物质。

　　3 总结

　　在半导体单晶抛光处理之后, 其金属性质较强, 可与一般性质氧化剂发生较为强烈的反应, 从而形成一层坚固的自然氧化膜。因此在实际清洗处理过程中, 相应人员可根据不同单晶抛光片的性质及结构形式, 选择合理的清洗程序。结合半导体单晶抛光片清洗溶液的配比的合理分析, 可有效控制半导体单晶抛光片外层氧化物浓度, 提高清洗效率。

　　参考文献
　　[1]杨洪星, 陈晨, 王云彪, 等.一种高效的锗单晶抛光片清洗液[J].半导体技术, 2016 (2) :129-132.
　　[2]王云彪, 杨洪星, 耿莉, 等.超薄锗单晶抛光片质量稳定性研究[J].中国电子科学研究院学报, 2016, 11 (5) :527-531.
　　[3]李建.探究半导体制造中清洗技术的新动向[J].电子世界, 2016 (11) :73-73.
　　[4]张鹏, 冯显英, 杨静芳.SiC单晶片化学机械抛光工艺参数模型的研究[J].半导体学报, 2014, 35 (9) :096002-6.

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　　范文五：浅析半导体激光器温度控制的方法

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