半導(dǎo)體技術(shù)的演進(jìn),除了改善性能如速度、能量的消耗與可靠性外,另一重點(diǎn)就是降低制作成本。降低成本的方式,除了改良制作方法,包括制作流程與采用的設(shè)備外,如果能在硅芯片的單位面積內(nèi)產(chǎn)出更多的 IC,成本也會下降。
所以半導(dǎo)體技術(shù)的一個非常重要的發(fā)展趨勢,就是把晶體管微小化。當(dāng)然組件的微小化會伴隨著性能的改變,但很幸運(yùn)的,這種演進(jìn)會使 IC 大部分的特性變好,只有少數(shù)變差,而這些就需要利用其它技術(shù)來彌補(bǔ)了。
半導(dǎo)體制程有點(diǎn)像是蓋房子,分成很多層,由下而上逐層依藍(lán)圖布局迭積而成,每一層各有不同的材料與功能。隨
著功能的復(fù)雜,不只結(jié)構(gòu)變得更繁復(fù),技術(shù)要求也越來越高。與建筑物最不一樣的地方,除了尺寸外,就是建筑物是一棟一棟地蓋,半導(dǎo)體技術(shù)則是在同一片芯片或同一批生產(chǎn)過程中,同時制作數(shù)百萬個到數(shù)億個組件,而且要求一模一樣。因此
大量生產(chǎn)可說是半導(dǎo)體工業(yè)的特色 。
把組件做得越小,芯片上能制造出來的 IC 數(shù)也就越多。盡管每片芯片的制作成本會因技術(shù)復(fù)雜度增加而上升,但是每顆 IC 的成本卻會下降。所以價格不但不會因性能變好或功能變強(qiáng)而上漲,反而是越來越便宜。正因如此,綜觀其它科技的發(fā)展,從來沒有哪一種產(chǎn)業(yè)能夠像半導(dǎo)體這樣,持續(xù)維持三十多年的快速發(fā)展。
半導(dǎo)體制程是一項(xiàng)復(fù)雜的制作流程,先進(jìn)的 IC 所需要的制作程序達(dá)一千個以上的步驟。這些步驟先依不同的功能組合成小的單元,稱為單元制程,如
蝕刻、微影與薄膜制程;幾個單元制程組成具有特定功能的模塊制程,如隔絕制程模塊、接觸窗制程模塊或平坦化制程模塊等;最后再組合這些模塊制程成為某種特定 IC 的整合制程