淺析電子行業(yè)微電子技術(shù)的應(yīng)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(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，微電子技術(shù)也逐步進(jìn)入了電子行業(yè)發(fā)展當(dāng)中，并且在不斷的更新開發(fā)中微電子技術(shù)逐步成熟占領(lǐng)著電子行業(yè)。

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

　　一、引言

　　微電子學(xué)是研究微型電路、系統(tǒng)的電子學(xué)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(yīng)用，并通過它來實現(xiàn)信號處理功能的科學(xué)[1]。如今微電子技術(shù)在電子學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、機(jī)械加工等一系列都廣泛的應(yīng)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(shù)的定義以及影響

　　(一)微電子技術(shù)的定義。

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

　　(二)微電子的影響。

　　當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度是日益飛漲，在這強(qiáng)大的發(fā)展陣勢當(dāng)中影響最大、其最具有代表性的就是微電子技術(shù)的發(fā)展。微電子技術(shù)作為目前電子信息發(fā)展的基礎(chǔ)核心，其對生活、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等等產(chǎn)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(shù)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(shù)的指導(dǎo)之下，使得我國的電子行業(yè)的發(fā)展變得突飛猛進(jìn)，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(shù)對人類生活的影響。

　　微電子技術(shù)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(dāng)前微電子技術(shù)發(fā)展所面臨的限制

　　微電子技術(shù)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(shù)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(yù)言，微電子技術(shù)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(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是硅基互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)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(dāng)中無法通過物理學(xué)來克服這些電子、離子的反物理規(guī)律運(yùn)行，從而很大程度上阻礙了電子技術(shù)發(fā)展[2]。

　　(二)材料限制。

　　決定微電子材料性質(zhì)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(qiáng)度Ec、載流子的飽和速度vs、熱導(dǎo)系數(shù)K等，目前世界上微電子技術(shù)所用的主要材料都是硅，而硅的這些性質(zhì)使得微電子技術(shù)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(jìn)步發(fā)展。

　　(三)工藝技術(shù)限制。

　　微電子工藝技術(shù)主要針對的是微電子應(yīng)用制作，主要包括了微細(xì)線條加工以及高質(zhì)量薄膜的離子注入控制。其工藝的主要挑戰(zhàn)就是光刻設(shè)備的利用。雖然按照摩爾定律的發(fā)展光刻設(shè)備已經(jīng)從1微米推進(jìn)到了0.05微米，但是如果還想進(jìn)一步的微化光刻設(shè)備基本是不可能。

　　(四)半導(dǎo)體的限制。

　　半導(dǎo)體是在常溫的狀態(tài)下介于導(dǎo)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(shù)在半導(dǎo)體材料中由于受到材料性質(zhì)的各參數(shù)影響，致使了微電子技術(shù)面臨著溝道雜質(zhì)漲落的限制、半導(dǎo)體模擬與模型的限制以及強(qiáng)電場影響和氧化層等方面的限制，使得微電子技術(shù)在設(shè)計仿真的工藝當(dāng)中，面臨著各方面的限制。

　　四、微電子技術(shù)的發(fā)展前景

　　根絕微電子技術(shù)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(xué)科創(chuàng)新出新的產(chǎn)品，以幫助微電子技術(shù)的發(fā)展，從而進(jìn)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(shù)，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(dāng)中線寬縮小的問題。經(jīng)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(yīng)用到了電子生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中。納米材料打破了硅性質(zhì)參數(shù)的限制，提高了電路當(dāng)中的信號強(qiáng)度，推動了微電子技術(shù)的發(fā)展。

　　(二)塑料半導(dǎo)體技術(shù)。

　　塑料半導(dǎo)體是微電子技術(shù)與化學(xué)有機(jī)的結(jié)合，它和硅半導(dǎo)體晶體管不一樣，塑料半導(dǎo)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(shù)以及印刷技術(shù)，在很短的時間內(nèi)就可以完成一個作品的制作。

　　五、微電子技術(shù)在電子行業(yè)發(fā)展的重點

　　隨著市場經(jīng)濟(jì)的調(diào)控以及電子產(chǎn)品消費(fèi)的需求使得目前電子業(yè)的發(fā)展逐漸從傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向了高速率、大容量、低消耗、移動化、多元化等多功能的生產(chǎn)模式，從而也導(dǎo)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(shè)計已經(jīng)無法再滿足電子產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。正是因為在這種市場需求的推動之下，IC設(shè)計工藝水平也逐漸得到了提升。微電子技術(shù)的開發(fā)只有把握住了整個行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重點，制作出的各式產(chǎn)品也越來越多，才可提升了整個行業(yè)的發(fā)展速率。

　　六、結(jié)束語

　　微電子技術(shù)一門滲透性很強(qiáng)的技術(shù)，通過近幾年的發(fā)展不僅和電子學(xué)、化學(xué)、物理、生物、計算機(jī)等學(xué)科有機(jī)的結(jié)合成了一體，給人類的發(fā)展生活提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，而對于電子行業(yè)來講，應(yīng)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(shù)的不斷進(jìn)行創(chuàng)新[3]。