制造半导体要什么材料
㈠ 芯片是用什么材料用什么工具制造的
如果说因为2018年的中兴事件,让大家知道发展中国芯是迫在眉睫的事情,那么2019年的华为事件,更是让大家意识到了芯片被卡是一件多么严峻的事情。
而2020年的芯片禁令升级明白,其实中国芯要发展,可不仅仅是解决芯片本身的问题,而是要差不多要解决整个产业链的问题,从材料到设备、再到软件,都要解决,才能不被卡脖子。
而仔细分析整个芯片产业链,其实我们发现最重要的是两座大山,解决好了这两座大山,基本上就解决了所有的问题了。
第一座大山是原材料,就拿生产芯片的硅来讲,需要9个9纯度的硅,目前国内拥有这种技术的不多,主要靠进口,并且是从日本进口,日本企业的份额高达75%+,再拿光刻胶来讲,也主要从日本进口。
其实不只是硅、光刻胶这些材料,在整个半导体材料领域,日本都是占统治地位,按照网上的说法,半导体领域一共19种核心材料,日本有14种份额超50%。
虽然日本没有卡中国的脖子,但去年可是卡过韩国的,难保以后会不会拿这个来作文章,所以还是自己掌握比较好。
第二座大山则是设备、软件等。软件就如EDA等工业软件,美国处于统治地位,matlab、CAD等等这些软件,得看美国的。
同时像光刻机虽然荷兰最强,但也得看美国的,另外全球10大半导体设备厂商中,美国有4家,占了全球50%左右的份额,尤其在沉积、刻蚀、离子注入、CMP、匀胶显影等领域,美国技术领先。
而今年的芯片禁令升级,美国更是要求全球所有合作美国设备的芯片厂商,向华为提供产品时,需要美国的许可证,凭的就是美国在半导体设备上的统治地位。
㈡ 半导体怎样自己制作
只想告诉你:年轻人,想多了
制作半导体材料需要一套完整的加工生产线,都是几亿才版能权堆出来的。
首先你要把沙子还原成粗硅,然后在提纯变成多晶硅,最后用直拉法制作硅棒,再切片制作出晶圆。你所说的半导体制造的前半部分就是这些了。
如果要制作器件还要掺杂,光刻就更贵了,总之半导体行业就是烧钱的。
㈢ 芯片是什么用什么材料做的有什么特点和用途
芯片指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。
芯片,英文为Chip;芯片组为Chipset。芯片一般是指集成电路的载体,也是集成电路经过设计、制造、封装、测试后的结果,通常是一个可以立即使用的独立的整体。“芯片”和“集成电路”这两个词经常混着使用,比如在大家平常讨论话题中,集成电路设计和芯片设计说的是一个意思,芯片行业、集成电路行业、IC行业往往也是一个意思。实际上,这两个词有联系,也有区别。集成电路实体往往要以芯片的形式存在,因为狭义的集成电路,是强调电路本身,比如简单到只有五个元件连接在一起形成的相移振荡器,当它还在图纸上呈现的时候,我们也可以叫它集成电路,当我们要拿这个小集成电路来应用的时候,那它必须以独立的一块实物,或者嵌入到更大的集成电路中,依托芯片来发挥他的作用;集成电路更着重电路的设计和布局布线,芯片更强调电路的集成、生产和封装。而广义的集成电路,当涉及到行业(区别于其他行业)时,也可以包含芯片相关的各种含义。
芯片内部都是半导体材料,大部份都是硅材料,里面的电容,电阻,二极管,三极管都是用半导体做出来的。半导体是介于像铜那样易于电流通过的导体和像橡胶那样的不导通电流的绝缘体之间的物质。
以非晶态半导体材料为主体制成的固态电子器件。非晶态半导体虽然在整体上分子排列无序,但是仍具有单晶体的微观结构,因此具有许多特殊的性质。
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。
㈣ 什么样的石头是制造半导体的主要材料
就是普通砂子。工艺流程:首先是硅提纯,将沙石原料放入一个温度约为2000 ℃,并且有碳源存在的电弧熔炉中,在高温下,碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应(碳与氧结合,剩下硅),得到纯度约为98%的纯硅,又称作冶金级硅,这对微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此对冶金级硅进行进一步提纯:将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应,生成液态的硅烷,然后通过蒸馏和化学还原工艺,得到了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.999999999%,成为电子级硅。
接下来是单晶硅生长,最常用的方法叫直拉法。如下图所示,高纯度的多晶硅放在石英坩埚中,并用外面围绕着的石墨加热器不断加热,温度维持在大约1400 ℃,炉中的空气通常是惰性气体,使多晶硅熔化,同时又不会产生不需要的化学反应。为了形成单晶硅,还需要控制晶体的方向:坩埚带着多晶硅熔化物在旋转,把一颗籽晶浸入其中,并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转,同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端,按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。因此所生长的晶体的方向性是由籽晶所决定的,在其被拉出和冷却后就生长成了与籽晶内部晶格方向相同的单晶硅棒。用直拉法生长后,单晶棒将按适当的尺寸进行切割,然后进行研磨,将凹凸的切痕磨掉,再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜,晶圆片制造就完成了。
㈤ 制造集成电路都需要使用半导体材料吗
目前的来集成电路都是用半导体材料自制成的,最常用的是硅和锗。但是在未来,很可能会出现颠覆性的材料,来制造集成电路,因为目前的半导体集成电路的工艺尺寸,几乎已经达到了极限,不能再增大其集成度了。
集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。
㈥ 要成为半导体 元素 ,必要条件要什么
半导体的元素必要条件多元也复杂,唯有三个基本要件必定要先通过:
1.随手可得
2.提錬纯度极高
3.可以混入可容杂质。
㈦ 制造简单的半导体收音机要哪些材料
DIY收音机是学习模电知识绝佳的机会.不知道你的收音机需要什么波段的内,AM,SW,FM?我以AM调幅收音机为例简单容介绍下吧.
调幅收音机一般有两部分:中频放大部分和低频(音频)放大部分
中频->如果你对模拟电子比较熟悉的话,可以用三极管,电阻,电容来搭这个中频部分,中频部分的核心就是一个LC谐振回路加放大和检波,LC你可以用分立元件来搭,放大和检波电路如果用个专用芯片会更容易,TA7642,MK-484,ZN414就是这类元件,内部由9只三极管、16只电阻器和4个电容器组成,功能包括一级高阻输入缓冲、三级高频放大和一级检波,采用TO-92型塑封包装.
低频->这部分电路可以根据个人情况来选取,比中频简单的多,低放功放既可以选用分立器件的也可以选用集成的,集成功放常用的有TDA2822(M)、LM386等.
附上张图供你参考吧,希望能帮上忙!
㈧ 哪些是常用来制造LED的半导体材料
红外抄LED常用半导体材料为InP
红光LED常用半导体材料为GaAs; AlGaAs; GaAsP; GaP
黄光LED常用半导体材料为AlGaInP
绿光LED常用半导体材料为InGaN
蓝光LED常用半导体材料为InGaN
紫外LED常用半导体材料为AlGaN
㈨ 半导体材料有哪些
半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,其电导率在10(U-3)~10(U-9)欧姆/厘米范围内。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,其电导率在10(U-3)~10(U-9)欧姆/厘米范围内。正是利用半导体材料的这些性质,才制造出功能多样的半导体器件。半导体材料是半导体工业的基础,它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。 图1、 半导体材料图半导体材料分类半导体材料按化学成分和内部结构,大致可分为以下几类。1、化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类很多,重要的有砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好,在航天技术领域有着广泛的应用。3.无定形半导体材料 用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料,分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力,主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。2、元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。50年代,锗在半导体中占主导地位,但 锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差,到60年代后期逐渐被硅材料取代。用硅制造的半导体器件,耐高温和抗辐射性能较好,特别适宜制作大功率器件。因此,硅已成为应用最多的一种增导体材料,目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。3、有机增导体材料已知的有机半导体材料有几十种,包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等,目前尚未得到应用 。半导体材料的特性参数对于材料应用甚为重要。因为不同的特性决定不同的用途。 图2、半导体元件 半导体材料特性 半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体,常温下其电阻率很高,是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后,由于杂质原子提供导电载流子,使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体,靠价带空穴导电的称P型半导体。不同类型半导体间接触(构成PN结)或半导体与金属接触时,因电子(或空穴)浓度差而产生扩散,在接触处形成位垒,因而这类接触具有单向导电性。利用PN结的单向导电性,可以制成具有不同功能的半导体器件,如二极管、三极管、晶闸管等。此外,半导体材料的导电性对外界条件(如热、光、电、磁等因素)的变化非常敏感,据此可以制造各种敏感元件,用于信息转换。半导体材料的特性参数有禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。
㈩ 半导体芯片的半导体芯片的制造材料
为了满足量产上的需求,半导体的电性必须是可预测并且稳定的,因此专包括掺杂物的属纯度以及半导体晶格结构的品质都必须严格要求。常见的品质问题包括晶格的位错(dislocation)、孪晶面(twins)或是堆垛层错(stacking fault)都会影响半导体材料的特性。对于一个半导体器件而言,材料晶格的缺陷(晶体缺陷)通常是影响元件性能的主因。
目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为柴可拉斯基法(钢铁场常见工法)。这种工艺将一个单晶的晶种(seed)放入溶解的同材质液体中,再以旋转的方式缓缓向上拉起。在晶种被拉起时,溶质将会沿着固体和液体的接口固化,而旋转则可让溶质的温度均匀。