半导体技术的发展历程

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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。
（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%。
半导体技术的发展概况
电学部 唐跃强 tangyueqiang@sipo.gov.cn 2012.02
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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
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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。
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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
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High k介质材料
• • • • • • •
SiO2 Si3N4/SiO2 stack Si3N4 Al2O3 ZrSiOy, HfSiOx, LaSiOx ZrO2, HfO2, La2O3, Y2O3 crystal Pr2O3
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（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
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（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？
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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％)
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2、太阳能电池技术
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FinFET
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FinFET-制造
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FinFET-制造
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FinFET 快闪存储器
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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
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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
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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。
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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。
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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。
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3.9 5-6 7 10 10-20 15-30 30
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High k介质材料
淀积方法： • MOCVD • PVD (溅射, 蒸发) • ALE (原子层淀积) • MBE
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High k介质材料 ALD (原子层淀积)
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4、FinFET技术
(1) Lowk介质材料的背蚀工艺 (ILD)
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Low k介质材料
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(2) High k介质材料
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High k介质材料
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High k介质材料
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(3) FinFET
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FinFET
优点： • 尺寸 (L < 10 nm, 20nm) • 低功耗 • 最佳阈值电压 (60 mV / decade)
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案例2
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（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？
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谢谢！
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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
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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？