半导体技术就是以半导体为材料制作成组件及集成电路的技术在周期表里的元素依照导电性大致可以分成导体半导体与绝缘体三大类最常见的半导体是硅Si当然半导体也可以是两种元素形成的化合物例如砷化镓GaAs但化合物半导体大多应用在光电方面
绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的因此电子产业又称为半导体产业半导体技术最大的应用是集成电路IC举凡计算机手机各种电器与信息产品中一定有 IC 存在它们被用来发挥各式各样的控制功能有如人体中的大脑与神经
如果把计算机打开除了一些线路外还会看到好几个线路板每个板子上都有一些大小与形状不同的黑色小方块周围是金属接脚这就是封装好的 IC如果把包覆的黑色封装除去可以看到里面有个灰色的小薄片这就是 IC
如果再放大来看这些 IC 里面布满了密密麻麻的小组件彼此由金属导线连接起来除了少数是电容或电阻等被动组件外大都是晶体管这些晶体管由硅或其氧化物氮化物与其它相关材料所组成整颗 IC 的功能决定于这些晶体管的特性与彼此间连结的方式
半导体技术的演进除了改善性能如速度能量的消耗与可靠性外另一重点就是降低制作成本降低成本的方式除了改良制作方法包括制作流程与采用的设备外如果能在硅芯片的单位面积内产出更多的 IC成本也会下降所以半导体技术的一个非常重要的发展趋势就是把晶体管微小化当然组件的微小化会伴随着性能的改变但很幸运的这种演进会使 IC 大部分的特性变好只有少数变差而这些就需要利用其它技术来弥补了
半导体制程有点像是盖房子分成很多层由下而上逐层依蓝图布局迭积而成每一层各有不同的材料与功能随
着功能的复杂不只结构变得更繁复技术要求也越来越高与建筑物最不一样的地方除了尺寸外就是建筑物是一栋一栋地盖半导体技术则是在同一片芯片或同一批生产过程中同时制作数百万个到数亿个组件而且要求一模一样因此大量生产可说是半导体工业的最大特色
把组件做得越小芯片上能制造出来的 IC 数也就越多尽管每片芯片的制作成本会因技术复杂度增加而上升但是每颗 IC 的成本却会下降所以价格不但不会因性能变好或功能变强而上涨反而是越来越便宜正因如此综观其它科技的发展从来没有哪一种产业能够像半导体这样持续维持三十多年的快速发展
半导体制程是一项复杂的制作流程先进的 IC 所需要的制作程序达一千个以上的步骤这些步骤先依不同的功能组合成小的单元称为单元制程如蚀刻微影与薄膜制程几个单元制程组成具有特定功能的模块制程如隔绝制程模块接触窗制程模块或平坦化制程模块等最后再组合这些模块制程成为某种特定 IC 的整合制程
