淺析電子行業(yè)微電子技術的應用與發(fā)展論文

淺析電子行業(yè)微電子技術的應用與發(fā)展論文

　　根據(jù)我國電子行業(yè)的發(fā)展歷程來看，隨著科學技術的逐漸發(fā)展，微電子技術也逐步進入了電子行業(yè)發(fā)展當中，并且在不斷的更新開發(fā)中微電子技術逐步成熟占領著電子行業(yè)。

　　本文通過對電子行業(yè)的微電子技術目前所面臨的各種限制進行分析，著重提出了微電子技術未來的發(fā)展以及微電子技術的應用。

　　一、引言

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

　　二、微電子技術的定義以及影響

　　(一)微電子技術的定義。

　　微電子技術是在本世紀六十年代隨著集成電路(IC)而誕生的一門新的電子技術，尤其是在一些大規(guī)模的集成電路發(fā)展當中表現(xiàn)的尤為突出，其中微電子技術包含了器件物理設計、系統(tǒng)電路設計、材料制備、工藝技術等一系列專門的技術，簡單來講微電子技術就是指微電子學中的各項工藝技術的總和，是1947年在晶體管的基礎上慢慢發(fā)展起來的。

　　(二)微電子的影響。

　　當今社會科學技術的發(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的發(fā)展。微電子技術作為目前電子信息發(fā)展的基礎核心，其對生活、通訊技術、網絡技術以及計算機技術等等產業(yè)的發(fā)展都具有直接性的影響。

　　1.微電子對我國未來發(fā)展的主要影響。

　　微電子技術的不斷開發(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，從而最大限度的滿足了市場人民的生活需要。

　　2.微電子技術對人類生活的影響。

　　微電子技術開發(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(tǒng)以及器件都具有體積小、功耗低等等特點方便了人類的日常生活。

　　三、當前微電子技術發(fā)展所面臨的限制

　　微電子技術在電子行業(yè)的發(fā)展主要表現(xiàn)在集成電路芯片的制造方向。隨著微電子技術的不斷更新，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(jù)摩爾定律的預言，微電子技術的在電子行業(yè)發(fā)展方面還是面臨著極大的挑戰(zhàn)，這要挑戰(zhàn)主要可以歸納成以下四個方面。

　　(一)物理規(guī)律限制。

　　微電子技術發(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電源電壓以及器件合理縮小來實現(xiàn)的。但是對于集成電路的縮小并不是無極限的縮小，而是受到了電源電壓、氧化層厚度以及器件溝道長度的影響。在目前的集成電路當中無法通過物理學來克服這些電子、離子的反物理規(guī)律運行，從而很大程度上阻礙了電子技術發(fā)展[2]。

　　(二)材料限制。

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

　　(三)工藝技術限制。

　　微電子工藝技術主要針對的是微電子應用制作，主要包括了微細線條加工以及高質量薄膜的離子注入控制。其工藝的主要挑戰(zhàn)就是光刻設備的利用。雖然按照摩爾定律的發(fā)展光刻設備已經從1微米推進到了0.05微米，但是如果還想進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，其中微電子技術在半導體材料中由于受到材料性質的各參數(shù)影響，致使了微電子技術面臨著溝道雜質漲落的限制、半導體模擬與模型的限制以及強電場影響和氧化層等方面的限制，使得微電子技術在設計仿真的工藝當中，面臨著各方面的限制。

　　四、微電子技術的發(fā)展前景

　　根絕微電子技術在電子行業(yè)發(fā)展中所遇到的限制問題，研究人員必須通過新的方法尋找到新的解決途徑，并且通過在基本的物理規(guī)律上綜合其他學科創(chuàng)新出新的產品，以幫助微電子技術的發(fā)展，從而進一步維持摩爾定律。

　　(一)碳納米管。

　　為了克服越發(fā)困難的硅工藝技術，研究人員開始才材料著手，尋找到一種能夠代替硅的材料，來集成電路當中線寬縮小的問題。經過多年的研究碳納米管制成的晶體管在2001年終于出現(xiàn)了，其大量的應用到了電子生產行業(yè)當中。納米材料打破了硅性質參數(shù)的限制，提高了電路當中的信號強度，推動了微電子技術的發(fā)展。

　　(二)塑料半導體技術。

　　塑料半導體是微電子技術與化學有機的結合，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以及印刷技術，在很短的時間內就可以完成一個作品的制作。

　　五、微電子技術在電子行業(yè)發(fā)展的重點

　　隨著市場經濟的調控以及電子產品消費的需求使得目前電子業(yè)的發(fā)展逐漸從傳統(tǒng)的生產模式轉向了高速率、大容量、低消耗、移動化、多元化等多功能的生產模式，從而也導致了電子行業(yè)所需的電路要求也越來越高，傳統(tǒng)的IC設計已經無法再滿足電子產品的生產需要。正是因為在這種市場需求的推動之下，IC設計工藝水平也逐漸得到了提升。微電子技術的開發(fā)只有把握住了整個行業(yè)生產發(fā)展的重點，制作出的各式產品也越來越多，才可提升了整個行業(yè)的發(fā)展速率。

　　六、結束語

　　微電子技術一門滲透性很強的技術，通過近幾年的發(fā)展不僅和電子學、化學、物理、生物、計算機等學科有機的結合成了一體，給人類的發(fā)展生活提供了良好的物質基礎，而對于電子行業(yè)來講，應該時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，利用微電子技術的不斷進行創(chuàng)新[3]。