半导体技术的发展历程
9
2、太阳能电池技术;
(3)异质结结构: 最早专利申请始于1956年 (4)肖特基结结构: 专利申请始于1966年
10
2、太阳能电池技术;
(5)MIS结结构 专利申请始于1971年 (6)超晶格能带结构 专利申请始于1982年 (7)能带渐变结构 最早专利申请始于1977年
23
FinFET
24
FinFET-制造
25
FinFET-制造
26
27
FinFET 快闪存储器
17
3.9 5-6 7 10 10-20 15-30 30
High k介质材料
淀积方法: • MOCVD • PVD (溅射, 蒸发) • ALE (原子层淀积) • MBE
18
High k介质材料 ALD (原子层淀积)
3
产品种类:
分立器件:二极管、晶体管、晶闸管、太阳能 电池、压电器件、发光器件、单电子器件等; 集成电路(布图)例如有:集成的晶体管、MOS、 CMOS、DRAM、SRAM、ROM、EPROM、 EEPROM 、SOC等; 半导体器件的零部件例如有:将引线框架、引 线键合或焊料凸点、安装架、安装容器、散热 装置、密封层、封装树脂层等; 有机及无机材料半导体器件; 半导体器件的制造设备及工艺。
19
High k介质材料
20
High k介质材料
21
(3) FinFET
22
FinFET
优点: • 尺寸 (L < 10 nm, 20nm) • 低功耗 • 最佳阈值电压 (60 mV / decade)
4
二、半导体技术的热点
1、纳米技术; 2、太阳能电池技术(光电); 3、LED技术(OLED技术,电光); 4、FinFET技术。
5
2、太阳能电池技术;
(1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,单晶 硅太阳能电池一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用, 使用寿命一般可达15年,最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电 池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右。 (3)非晶硅太阳能电池 非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,目前国际先进水平为 10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。
6
2、太阳能电池技术
4)化合物半导体太阳电池 a) 硫化镉太阳能电池; b) 砷化镓太阳能电池; c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度 Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池,光电转化率为 18%)
7
2、太阳能电池技术
29
(1)印刷电路板能否获取专利保护 (版权、外观、商业秘密)? 申请文件如何表述?
案例1: 权利要求
30
(2)集成电路布图能否获取专利保 护(集成电路布图设计保护条例、版 权、商业秘密)? 申请文件如何表述?
半导体技术的发展概况
电学部 唐跃强 tangyueqiang@ 2012.02
1
主要内容
一、半导体技术的发展 二、半导体技术的热点 三、探讨的问题
2
一、半导体技术的发展
半导体领域广义的说是与半导体有关的领 域,涉及半导体材料、半导体材料的制备、半 导体器件、半导体器件的制造工艺、半导体器 件的应用、半导体器件的测量等等。其分类号: H01L、H05K、G06、H01S。
15
High k介质材料
材料要求 : • • • • • 高介电常数 热稳定性 界面质量 易于处理 可靠性
16
High k介质材料
• • • • • • •
SiO2 Si3N4/SiO2 stack Si3N4 Al2O3 ZrSiOy, HfSiOx, LaSiOx ZrO2, HfO2, La2O3, Y2O3 crystal Pr2O3
31
案例2
32
(3)含有计算机软件的制造设备能 否获取保护? 申请文件如何表述?
33
谢谢!
34
11
4、FinFET技术
(1) Lowk介质材料的背蚀工艺 (ILD)
HTTP://WWW.ห้องสมุดไป่ตู้
12
Low k介质材料
13
14
(2) High k介质材料
8
2、太阳能电池技术;
从太阳能电池芯片的结构的角度进行分类, 太阳能电池专利技术可以分为PN结、PIN结、 肖特基结、异质结、MIS结、超晶格能带结构 和能带渐变结构。 (1)PN结结构: PN结结构的最早专利申请始于1965年。 (2)PIN结结构,最早专利申请始于1955年。
7 : 浮栅
9: 控制栅极
11: 栅氧化物 12: 栅电极 13: 半导体区 14: 源/漏
28
三、探讨的问题
改进型产品:集成电路布图、含有计算机软件的制 造设备、印刷电路板 (1)印刷电路板能否获取专利保护(版权、外观设计、 商业秘密)? (2)集成电路布图能否获取专利保护(集成电路布图 设计保护条例、版权、商业秘密)? (3)含有计算机软件的制造设备能否获取专利保护?
(5)染料敏化太阳能电池 染料敏化太阳能电池(DSC)主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、 氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成。纳米多孔半导体薄膜通 常为金属氧化物(TiO2、SnO2、ZnO等),聚集在有透明导电膜的玻璃板 上作为DSC的负极。对电极作为还原催化剂,通常在带有透明导电膜的玻璃 上镀上铂。敏化染料吸附在纳米多孔二氧化钛膜面上。正负极间填充的是含 有氧化还原电对的电解质,最常用的是I3/I-。 DSC与传统的太阳电池相比有以下一些优势(附图FTO 导电玻璃上的ZnO 纳米片SEM图) a) 寿命长:使用寿命可达15-20年; b) 结构简单、生产工艺简单,易于制造; c) 生产成本较低。 1991年由瑞士洛桑联邦理工学院首次发表了染料敏化电池的原型,其光 电转换效率达到7.1%~7.9%。