半導(dǎo)體行業(yè)之半導(dǎo)體工業(yè)（九）

在之前眾多技術(shù)的量變積累之上，終于觸發(fā)質(zhì)變效應(yīng)，仙童半導(dǎo)體公司引入了平面化技術(shù)，將之前的這些點(diǎn)技術(shù)集合到了一起。有了上述技術(shù)，就有可能在晶圓制造過(guò)程中和之后形成(擴(kuò)散)和保護(hù)(二氧化硅)結(jié)。此外，氧化物掩膜的發(fā)展允許兩個(gè)結(jié)通過(guò)晶圓片的頂部表面直接加工芯片。具體的來(lái)說(shuō)，就是將元器件都集成在一個(gè)平面內(nèi)。正是這個(gè)簡(jiǎn)化的過(guò)程為薄膜布線的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

貝爾實(shí)驗(yàn)室設(shè)想在高純度的石墨層中，利用沉積在晶圓片的頂部的半導(dǎo)體材料制造晶體管。這像技術(shù)被稱(chēng)為外延層技術(shù)。這一發(fā)現(xiàn)使得加工生產(chǎn)更高速度的器件成為可能，并為雙極電路中元件的緊密封裝提供了一種方案。

20世紀(jì)50年代確實(shí)是半導(dǎo)體發(fā)展的黃金時(shí)代。在這極短的時(shí)間里，大多數(shù)基本的工藝和材料都被發(fā)現(xiàn)并且得到了全面的驗(yàn)證。這十年以實(shí)驗(yàn)室加工水平開(kāi)始，首先用鍺生產(chǎn)少量粗糙的器件，并以第一個(gè)集成電路的誕生和硅材料作為未來(lái)半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料而結(jié)束。

20世紀(jì)60年代是該行業(yè)開(kāi)始發(fā)展成為一個(gè)復(fù)雜行業(yè)的十年，新產(chǎn)品需要新的制造工藝、新材料和新的生產(chǎn)設(shè)備。

20世紀(jì)50年代確立的芯片價(jià)格逐漸遞減的趨勢(shì)也是一個(gè)行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素。隨著在硅谷、波士頓周?chē)?28號(hào)公路和德克薩斯州的逐漸形成了非常多的產(chǎn)業(yè)集群，技術(shù)得以傳播。

到20世紀(jì)60年代，晶圓廠的數(shù)量已經(jīng)顯著增長(zhǎng)，工藝已經(jīng)接近通用水平，這些因素都極大的吸引了半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商們。在公司方面，20世紀(jì)50年代的許多半導(dǎo)體領(lǐng)域的關(guān)鍵人物都成立了新公司。羅伯特·諾伊斯離開(kāi)仙童，與安德魯·格羅夫和戈登·摩爾一起創(chuàng)立了英特爾，查爾斯·斯波克也離開(kāi)仙童，成為半導(dǎo)體行業(yè)的主要參與者。

Signetics成為第一家專(zhuān)門(mén)從事集成電路制造的公司。新設(shè)備設(shè)計(jì)通常是初創(chuàng)公司的推動(dòng)力。然而，始終存在的成本遞增規(guī)律帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，它將老牌公司和新公司都趕出了市場(chǎng)。

1963年硅器件塑料封裝的發(fā)展加速了價(jià)格的下降。同年，RCA宣布開(kāi)發(fā)絕緣場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IFET)，為MOS行業(yè)鋪平了道路。RCA還開(kāi)創(chuàng)了第一個(gè)互補(bǔ)MOS (CMOS)電路。在20世紀(jì)70年代初，該行業(yè)主要在微芯片水平上制造集成電路。由于掩模引起的缺陷和接觸對(duì)準(zhǔn)器對(duì)晶圓造成的損壞，向有利可圖的高產(chǎn)量LSI器件的工藝升級(jí)在某種程度上受到了阻礙。

Perkin和Elmer公司開(kāi)發(fā)了第一種實(shí)用的投影對(duì)準(zhǔn)器，解決了掩模和對(duì)準(zhǔn)器缺陷問(wèn)題。人們?cè)谶@十年中也見(jiàn)證了潔凈室的大規(guī)模建設(shè)和操作的改進(jìn)，離子注入機(jī)的引入，以及用于高質(zhì)量掩膜生成的電子束機(jī)也逐漸普及，并且掩膜步進(jìn)器也開(kāi)始大量出現(xiàn)在在用于晶圓成像的晶圓區(qū)。

從操作員控制到自動(dòng)控制的過(guò)程增加了晶圓生產(chǎn)量和均勻性。20世紀(jì)80年代的重點(diǎn)是晶圓制造和封裝的所有階段的自動(dòng)化，以及從晶圓廠區(qū)域去除了操作員，進(jìn)一步提升了工業(yè)化程度。自動(dòng)化提高了制造效率，最大限度地減少了加工錯(cuò)誤，并使晶圓制造區(qū)域污染減少。上世紀(jì)90年代末，300毫米晶圓問(wèn)世，進(jìn)一步推動(dòng)了對(duì)自動(dòng)化晶圓廠的需求。

審核編輯：劉清