半导体制造范文精选
半导体制造范文第1篇
关键词：半导体；光刻；图形；薄膜；沉积
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.038
0 引言
人来研究半导体器件已经超过135年[1]。尤其是进近几十年来，半导体技术迅猛发展，各种半导体产品如雨后春笋般地出现，如柔性显示器、可穿戴电子设置、LED、太阳能电池、3D晶体管、VR技术以及存储器等领域蓬勃发展。本文针对半导制造技术的演变和主要内容的研究进行梳理简介和统计分析，了解半导体制造技术的专业技术知识，掌握该领域技术演进路线，同时提升对技术的理解和把握能力。
1 半导体技术
半导体制造技术是半导体产业发展的基础，制造技术水平的高低直接影响半导体产品的性能及其发展。光刻，刻蚀，沉积，扩散，离子注入，热处理和热氧化等都是常用的半导体制造技术[2]。而光刻技术和薄膜制备技术是半导体制造技术中最常用的工艺，下面主要对以上两种技术进行简介和分析。
2 光刻技术
主流的半导体制造过程中，光刻是最复杂、昂贵和关键的制造工艺。大概占成本的1/3以上。主要分为光学光刻和非光学光刻两大类。据目前所知，广义上的光刻（通过某种特定方式实现图案化的转移）最早出现在1796年，AloysSenefelder发现石头通过化学处理后可以将图像转移到纸上。1961年，光刻技术已经被用于在硅片上制造晶体管，当时的精度是5微米。现在，X射线光刻、电子束光刻等已经开始被用于的半导体制造技术，最小精度可以达到10微米。
光学投影式光刻是半导体制造中最常用的光刻技术，主要包括涂胶/前烘、曝光、显影、后烘等。非光学光刻技术主要包括极深紫外光刻（EUV）、电子束光刻（E-beam Lithography）、X射线光刻（X-ray lithography）。判断光刻的主要性能标准有分辨率（即可以曝光出来的最小特征尺寸）、对准（套刻精度的度量）、产量。
随着半导体行业的发展，器件的小型化（特征尺寸减小）和集成电路的密集度提高，传统的光学光刻制造技术开始步入发展瓶颈状态，其面临的关键技术问题在于如何提高分辨率。
虽然，改进传统光学光刻制造技术的方法多种，但传统的光学投影式技术已经处于发展缓慢的阶段。与传统的投影式光刻技术发展缓慢相比，下一代光刻技术比如EUV、E-beam、X-ray、纳米压印等的发展很快。各大光刻厂商纷纷致力于研制下一代光刻技术，如三星的极紫外光刻、尼康的浸润式光刻等。目前先进的光刻技术主要集中在国外，国内的下一代光刻技术和光刻设备发展相对较为滞后。
3 薄膜制备技术
半导体制造工艺中，在硅片上制作的器件结构层绝大多数都是采用薄膜沉积的方法完成。薄膜的一般定义为在衬底上生长的薄固体物质，其一维尺寸（厚度）远小于另外二维的尺寸。常用的薄膜包括： SiO2， Si3N4， poli-Si， Metal等。常用的薄膜沉积方法分为化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition）和物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）两种。化学气相沉积利用化学反应生成所需的薄膜材料，常用于各种介质材料和半导体材料的沉积，如SiO2， poly-Si， Si3N4等[3]。物理气相沉积利用物理机制制备所需的薄膜材料，常用于金属薄膜的制备，如Al， Cu， W， Ti等。沉积薄膜的主要分为三个阶段：晶核形成―聚集成束―形成连续膜。为了满足半导体工艺和器件要求，通常情况下关注薄膜的一下几个特性：（1）台阶覆盖能力；（2）低的膜应力；（3）高的深宽比间隙填充能力；（4）大面积薄膜厚度均匀性；（5）大面积薄膜介电＼电学＼折射率特性；（6）高纯度和高密度；（7）与衬底或下层膜有好的粘附能力。台阶覆盖能力以及高的深宽比间隙填充能力，是薄膜制备技术的关键技术问题。我们都希望薄膜在不平整衬底表面的厚度具有一致性。厚度不一致容易导致膜应力、电短路等问题。而高的深宽比间隙填充能力则有利于半导体器件的进一步微型化及其性能的提高。同时，低的膜应力对所沉积的薄膜而言也是非常重要的。
4 结语
虽然，与不断更新换代的半导产品相比，半导体制造技术发展较为缓慢，大部分制造技术发展已经趋于成熟。但是，随着不断发展的半导体行业，必然会对半导体制造技术的提出更高的要求，以满足半导体产品的快速发展。因此，掌握和了解半导体制造技术的相关专利知识有利于推进该领域的发展。
参考文献：
[1] Most of the classic device papers are collected in S.M Sze，Ed.，Semiconductor Devices：Pioneering Papers，World Sci. ， Singapore，1991.
半导体制造范文第2篇
关键词 半导体制造工艺 课程探索
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）17-0001-02
《半导体制造工艺基础》以施敏所著教程为例，该课程在对基本原理介绍的基础上注重对工艺过程、工艺参数的描述以及工艺参数测量方法的介绍，并在半导体制造的几大工艺技术章节中加入了工艺模拟的内容，弥补了实践课程由于昂贵的设备及过高的实践费用而无法进行实践教学的缺憾。故熟练掌握《半导体制造工艺基础》将有助于我们加深对半导体制备的了解，为我们学习微电子专业打下坚实的基础。但目前《半导体制造工艺基础》在教学过程中还面临很多问题。在此背景下，我们将对《半导体制造工艺基础》课程进行教学探索。
一、教学内容的设置
《半导体制造工艺基础》的第一章简要回顾了半导体器件和关键技术的发展历史，并介绍了基本的制造步骤。第二章涉及晶体生长技术。后面几章是按照集成电路典型制造工艺流程来安排的。第三章介绍硅的氧化技术。第四章和第五章分别讨论了光刻和刻蚀技术。第六章和第七章介绍半导体掺杂的主要技术；扩散法和离子注入法。第八章涉及一些相对独立的工艺步骤，包括各种薄层淀积的方法。《半导体制造工艺基础》最后三章集中讨论制版和综合。第九章通过介绍晶体工艺技术、集成器件和微机电系统加工等工艺流程，将各个独立的工艺步骤有机地整合在一起。第十章介绍集成电路制造流程中高层次的一些关键问题，包括电学测试、封装、工艺控制和成品率。第十一章探讨了半导体工业所面临的挑战，并展望了其未来的发展前景
二、教学中存在的问题
在教学过程中，从教学工作量来看，发现《半导体制造工艺基础》教学内容过多，根据学校安排的学时很难上完。从教学方法来看，传统的口述以及PPT展示教学方法很难达到预期的教学效果，原因在于这门课程实践性很强。书中的图片特别是工艺过程及工艺效果只是简单的图片展示。从教学深度来看，传统教学方法只是演示，学生对工艺的参数没有概念，故对书本上的内容理解的深度很是欠缺。
三、教学方法的改革
为了提高教学效果，故必须对传统的教学方法进行改革。将工艺仿真软件TSUPREM 4 进行同步仿真与书本相结合将是一个好的教学方法。工艺仿真不但能让学生更轻松的理解工艺内容，还能让学生体会到工艺参数的重要性。下面将结合书本对这种方法进行讲解。《半导体制造工艺基础》第一章介绍半导体工艺技术基本步骤，属于概论，为了节约课时对其内容有所了解即可。第2章介绍晶体生长从熔融硅中生长的区熔（float-zone）法单晶生长工艺，为了节约课时对其内容进行简单介绍即可。第3章介绍硅的氧化包括热氧化过程，由于氧化工艺是半导体工艺的重点内容，应详细阐述，并且教会学生应用工艺仿真软件TSUPREM 4 进行同步仿真，观察每一步氧化带来的硅片上结构的变化，对氧化的效果有直观的了解。第4章介绍光刻技术，采用工艺仿真软件TSUPREM 4 对硅片进行光刻，观察硅片上光刻图形的变化。第5章介绍了刻蚀包括湿法化学刻蚀和干法刻蚀，刻蚀技术是工艺的重要内容，要求学生采用工艺仿真软件TSUPREM 4 对刻蚀进行仿真，比较两种刻蚀方法的效果，并观察每步刻蚀带来的结构变化。第6章介绍了扩散包括非本征扩散，横向扩散。同样采用工艺仿真软件TSUPREM 4对扩散过程进行仿真验证，观察可扩散的温度，时间，离子的浓度等参数对扩散结构的影响，为重点教学内容。第7章介绍了离子注入。离子注入是半导体工艺的核心部分，也是常见的工艺步奏，通过采用工艺仿真软件TSUPREM 4离子注入进行模拟仿真，观察离子注入的浓度，能量，退火时间以及退火温度等参数对离子分布的影响，加深对工艺参数的理解。另外第8章介绍薄膜淀积。第9章介绍MOS工艺。第10章介绍集成电路制造，测试，封装等工艺技术。最后这三部分由于涉及到很多具体的器件和电路，内容较多故可以一个典型例子为例进行讲解，同样采用工艺仿真软件TSUPREM 4进行工艺仿真，学生能熟练掌握工艺仿真软件后面的内容可以自己进行仿真验证。
四、结束语
《半导体制造工艺基础》是一门实践性很强的课程，采用工艺仿真软件TSUPREM 4来模拟工艺过程将有助于加强学生对工艺的了解。让学生深入浅出的理解半导体制造流程还需从教学方法上进行进一步改革。c
参考文献：
[1]施敏.半导体制造工艺基础[M].合肥：安徽大学出版社，2007.
[2]刘秀琼，余学功.半导体制造技术课程教学改革实践[J].中国科教创新导刊，2014，（02）.
半导体制造范文第3篇
关键词：半导体制造技术；教学改革；创新型人才
中图分类号：G633 文献标识码：A文章编号：1673-9795（2014）01（b）-0000-00
进入本世纪以来，我国经济发展到了转型的关键时期，过去靠高投资、高资源消耗、低效率的生产方式难以维持经济的可持续发展，通过引进技术或模仿的方式很难使经济进一步跨越。为使我国经济可持续发展，提升自主创新能力势在必行[1]。自主创新能力的提升依赖于人力资源整体水平的提高，培养具有创新意识高层次人才成为各高等学校责无旁贷的义务。
创新人才培养的关键环节是课程教学。浙江大学在四校合并之时就明确提出建立“研究型、创新型、综合型”大学，实施并不断完善知识、能力、素质并重的人才培养模式，学生不但要学习各种知识，而且要培养运用知识的各种能力，同时还要培养自身的优良的内在素质[2]。经过十几年的发展，浙江大学在创新人才培养、科学研究等方面取得了举世瞩目的成绩，这都与浙大全面实施课程教学改革密不可分。下面以半导体制造技术课程为例，探讨课程教学改革实践，以进一步提高人才培养质量，培养复合型创新人才。
1 半导体制造技术课程特点
半导体制造技术是针对材料类研究生一年级学生而开设的专业基础课，是一门内容丰富、动态发展、实践性和技术性很强的课程，对学生后续的研究工作及综合能力的培养具有重要作用。课程内容包括半导体材料特性、器件技术、硅和硅片制备、集成电路制造工艺、光刻、离子注入、硅片测试、装配与封装等，2学分，32学时。随着新技术、新工艺的不断出现，课程内容还会不断更新、充实和发展。
2 半导体制造技术课程教学改革实践
根据半导体制造技术课程的上述特点，结合浙大坚持“研究型、创新型”办学特色，该课程教学在使学生了解和掌握半导体制造技术基本知识和基本理论的同时，注重培养学生的创新能力和工程实践能力，使他们有能力在今后的科研工作和工程实践中用创新的思维方法去思考、解决半导体制造技术中的科研、工艺技术问题，这就要求我们授课教师提高认识，不断进行教学内容和教学方法、手段的改革，以提高课程教学质量和教学效果。
2.1教学内容的选取与组织研究生课程教学内容的选择标准应该对研究生的科学思维和创新方法的培养有利，要让研究生掌握科学的理论框架和逻辑框架，培养研究生的创新思维能力，变研究生被动学习为兴趣学习[3]。在具体实施教学时，首先根据课程的动态发展，对于那些有最新发展或最新应用的知识，参考教材或公开出版教材上没有的内容加到课程教学内容中去，然后对其进行精心组织，合理安排，其次将高年级研究生在半导体材料研究过程中的创新、研究成果作为案例引入课程内容，让研究生提前接触所在领域的研究，提高课程学习兴趣和为未来研究打下基础。
2.2更新教学理念，优化教学方法针对半导体制造技术课程特点，学习国内外研究生培养先进理念，优化教学方法。在传统课程教学中，教师多采用多媒体ppt教学，课程中心以教师授课为主，学生被动接受，这样的课堂注重知识的传授与学习，缺乏培养学生的科学研究能力和创新思维能力。鉴于此，在半导体制造技术课程教学中我们树立以学生为主体，教学与科研结合的理念实施教学。
依据半导体制造工艺特点，我们将半导体制造技术分成五个大项目，分别是半导体制造前期处理（包含氧化、淀积、金属化）、光刻、刻蚀、离子注入 、硅片测试与封装，课堂教学由此变成项目完成过程。相关理论知识由学生在完成项目的过程中查阅相关文献资料自主学习，教师在整个课程学习过程中起指导作用。具体实施过程如下：首先学生根据自己初步确定的研究方向分成五个小组，围绕课程项目进行选题；其次利用硅材料国家重点实验室的开放性和高年级研究生的研究，提前让学生进入实验室，以师傅带徒弟的方式让高年级研究生示范他们在研究过程中关于半导体制造技术方面的知识和技能，让学生获取感性认识，培养学生对课程的学习兴趣和对科学研究的兴趣；第三以小组为单位课外完成项目任务，教师明确提出任务完成目标、要求、项目成果及考核方式。第四项目成果展示及汇报，课堂上每小组派一名学生汇报小组内项目完成进展情况，小组内组员学习情况，项目任务完成过程中遇到的问题和重要的发现以及研究成果等。最后由教师对课程内容重要知识点进行归纳总结，对学生在项目完成中存在的问题及需改进的地方提出实质性指导意见或建议。这样充分发挥了学生学习的主动性和积极性，教师在整个教学过程中只起指导作用。实践证明，这样的教学方法教学效果很好，学生能很快进入自己的研究领域，在研究过程中常常能提出独到的见解，在实验过程中能根据前人的研究方法进行创新。
2.3采用灵活的课程考核方式课程考核是培养研究生过程中一个十分重要的环节，是检验教师教学效果、评价学生业务水平和掌握知识、技能程度的重要手段。良好的考核方式具有导向、诊断、反馈、评价、预测等功能，同时还对教风、学风、考风具有良好的引导作用[4]。因此，研究生的课程考核对于研究生的课程学习和科学研究起着非常重要的作用。
半导体制造技术在课程考核方式上克服了传统单一的考核方式，采用形成性评价，减少期末考核所占比例，增加平时项目完成考核比例。项目考核内容包括课程项目选题的新颖性，独到性及创新性，小组讨论时对小组学习的贡献，组内成员的协调沟通，项目汇报的知识性、文献阅读能力、语言表达、课程学习成果等。期末考核可根据学生学习具体情况采用灵活的考核方案，如写一篇关于半导体制造过程中关键技术的小论文，用ppt汇报最新半导体制造技术及其发展方向，制作一件半导体器件等。总之考核方式选取原则为利于研究生创新能力、科学研究能力培养及坚实的专业知识学习。
3 结语
通过尝试上面的教学改革，学生的自主学习意识加强了，教学效果明显得到提升。自开展教育教学改革以来，通过跟踪调查发现，研究生的学术水平得到大幅度提升，创新能力大大提高，高水平论文和专利增多。
参考文献：
[1] 袁群华.借鉴国际经验，培养研究生创新能力.文教资料，2012，（4）：142-143
[2] 苏伟杰.复合型创新人才培养的探讨.科技与生活，2009，（12）：69
作者简介：刘秀琼女士（1971-），副教授，硕士，主要从事化学工程与工艺教学、科研工作。
半导体制造范文第4篇
提升运营效率
新公司通过与全球领先的半导体封装和测试服务提供商Amkor合作，将Amkor丰富的测试服务经验和尖端的净室设施与Qualcomm行业领先的前沿产品工程和开发优势相结合。
不难看出，实现供应链运营的流程化并提升运营效率是Qualcomm建厂的主要目的，毕竟中国市场的智能终端大多数采用骁龙芯片，如此庞大的规模，需要有足够强的交付能力来支撑。
此次，这一新的制造测试公司也进一步展现了Qualcomm持续投资并帮助增强中国半导体专业能力的承诺，也体现了其在中国半导体市场领先优势的进一步提升。通过设立并运营这一半导体测试中心，Qualcomm将更加关注客户服务，持续提升其运营水平，并扩大其在华业务规模。
Qualcomm全球运营高级副总裁陈若文表示： “新公司的成立体现了Qualcomm持续投资并帮助增强中国半导体专业能力的承诺，同时体现了我们在中国半导体市场领先优势和服务客户能力的进一步提升。” 新公司将让Qualcomm更好地深入了解制造测试流程，并为测试工程开发团队提供及时反馈，从而进一步完善测试程序和硬件，提升运营效率。
植根中国
Qualcomm作为全球无线技术及半导体领军企业，拥有众多关于半导体工艺和设计的领先技术。这家公司也是首批与中国半导体企业深入合作的国际领先企业之一，植根中国理念漫步前行。
近日，Qualcomm还公布了公司2016年第四季度财报，Qualcomm第四季度营收为62亿美元，净利润为16亿美元（约合人民币108亿元），去年同期为11亿美元，同比增长51%，超出了市场预期，究其原因主要得益于芯片销售表现良好，累计达到2.11亿片，总设备销售额为742亿美元，同比增长27%。
一位深谙芯片领域市场的观察家也对《通信产业报》（网）记者表达了相同的观点：“Qualcomm的亮眼成绩，主要原因来自于与中国智能机制造商新签专利授权协议，以及移动芯片业务销售成长的助力。”
半导体制造范文第5篇
关键词:半导体制造系统 预防性维修 役龄回退参数 维修周期
中图分类号: TNT10文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-089-03
半导体制造系统是典型的可重入系统,也是最复杂的制造系统之一。目前,大多数半导体设备都是使用BM(事后维修)的办法来处理设备故障,随着维修理论研究的深入,学者发现使用PM(预防性维修)在减少设备发生故障的次数,提高设备的可靠性,增加企业的利润等方面有着重要作用。
设备是企业固定资产的主要组成部分,是企业生产中能供长期使用并在使用中基本保持其实物形态的物质资料的总称。现代设备具有自动化、大型化、集成化、高速化、智能化、连续化等方面的特点,这很大程度增加了维修的难度和费用。研究表明,当前制造系统中设备的维修费用占生产系统运行成本的20% ~30。现代科学技术的飞速发展和市场竞争的加剧给制造企业带来了前所未有的机遇和挑战,企业为了提高自身的竞争力,将不得不考虑生产系统设备故障对生产能力、生产成本、产品质量以及供货期和市场占有率的影响。在日常生产中,由于对经济效益的追求,很多厂商盲目的增加设备的连续工作时间,而忽略了设备的日常维修保养,反而导致了设备生产效益低下的结果。而这个特点在半导体生产线上更为突出。
为此,我们在设备的日常生产中引入了有效的措施来减少故障的产生以及由此而导致的停机事件,从而减低了设备的维修成本,增加生产效益,顺利的完成生产任务,这对企业在竞争日益激烈的行业中站稳脚步来说有着举足轻重的作用,可以说,谁掌握了更好的方法,谁就在竞争中取得先机。
维修的发展也是经历了不同的阶段,人们在日常生活中不断积累生产经验,不断的提出新的理论,提高生产效率,从而推动着维修理论不断进步。本文以半导体生产设备平均单位产值最大化为目标建立了优化模型,根据役龄回退参数的五个离散取值,进行故障数和平均单位产值的横向和纵向比较,从而得出半导体设备在不同役龄回退参数下的最佳预防性维修周期。最后总结了役龄回退参数在确定预防性维修周期过程中的作用和预防性维修对企业提高设备性能,增加利有着重大意义。
1点检制策略
点检制是全面维护管理中的重要核心之一。应用这种管理模式,检修不只是维修部门的事情,而且涉及到运行、采购、人力资源以至于行政等部门,检修工作也不仅仅局限于“修理”,而是把工作的重点转换为“维护”,尽可能通过保持设备的良好状态而消灭故障发生的根源,或者把故障消灭在萌芽时期。
1.1半导体生产线特点
在经过过去几年的高速发展之后,我国半导体产业的发展将进入一个相对平稳的发展期,也不排除会进入一个时间长度为2年-3年的结构调整期的可能性。在这个阶段中,我国半导体产业的发展特点为:从主要靠新生产线建设扩大规模转向发掘已有生产线能力扩大规模;继续探索IDM道路;Foundry模式逐渐走向成熟;集成电路设计依然是龙头;SiP技术逐渐成为封装的主流,设备的生产效率将成为制约生产线能力的瓶颈。
半导体生产线的一个重要特点:可重入型。可重入生产系统是指在工件从投入到产出的过程中,需要不止一次的在同一台设备上进行加工的生产制造系统,其显著标记为系统中有处于不同加工阶段的工件在同一台机器前同时等待加工。
典型的可重入生产系统如下图所示:
图1典型的半导体可重入生产系统示意图
1.2故障率修正参数
役龄回退是指设备在经过一次预防性维修后设备的役龄减少的程度,役龄回退参数是一个描述预防性维修效果的参数,比如当役龄回退参数是T的时候,说明进行预防性维修能够使设备变得像新设备一样性能良好,当役龄回退参数是0的时候,说明进行预防性维修没有使设备的性能得到改善,设备的故障率没有发生任何改变。当然,役龄回退参数取T或是0几乎都是不可能的,那么究竟对役龄回退参数改如何定义和表达呢,这也是近些年来学者在研究预防性维修时关注的一个重点。
假设设备在第i 次维修前已运行了T i 时间, 经过维修后, 其性能得以改善, 故障率下降到如同维修前 i 时的故障率, 即经过维修后, 使设备的役龄时间回退到Ti i时刻的状况, 役龄回退量为 i。这种动态变化关系下图所示:
图2故障率与预防性维修间的动态变化关系图
由上图可知道役龄回退参数是一个随机量,目前的研究有将役龄回退参数处理为一个常量,也有用均匀分布来处理,同时也有人提出了役龄因子服从正态分布的说法。
随着设备维修研究的一步一步加深,许多学者也开始了对设备预防性维修的效果进行探讨,提出了关于役龄回退参数的种种假设,也分析了当使用役龄回退参数时我们针对预防性维修周期的确定将更加准确,而且更加符合实际。在文献[4]中,作者假设役龄回退参数是一个均匀分布建立了一个确定预防性维修的模型,在最后假设役龄回退参数是0,T/4,T/2,3T/4,T五种情况,又得到了另几组数值,通过对比两组数值得到了准确使用役龄回退参数能够使我们的预防性维修周期的确定更加准确。
2建立模型
Barlow R, Hunter L. 讨论了简单系统和复杂系统的预防维修策略。他们通过使设备在整个使用寿命期间内的失效损失和维修费用达到最小,从而确定预防维修周期。本文则以单位时间净生产效益最大化为目标的角度出发,在设备有效使用寿命内进行不同的维修次数并考察每次维修程度的不同(故障率修正参数取值),运用单位时间净生产效益最大化为目标建议优化模型,求出设备进行预防性维修的最佳次数。
2.1基本假设
为了使模型简化和研究的方便,在构建模型时做了一下假设:
(1)在没有对设备进行预防性维修的情况下,设备的故障率公式为: (t);
(2)如果在两个预防性维修中间发生小故障,则对设备进行小修,假设每一次小修都能使设备的性能恢复,同时不影响设备的故障率,每一次小修费用为Cf,每一次小修所花费时间为Tf ;
(3)当设备正常运行,单位时间的产值为Cp;
(4)在设备运行时,每隔T时间对设备进行一次预防性维修,每次预防性维修需要时间为Tpm,每一次预防性维修的费用为Cpm。每一次预防性维修能使设备的年龄减少 ,为了更好的描述预防性维修队设备故障率的影响,本文将 处理为一随机变量,其分布函数为G( ),且0
2.2维修决策
常用威布尔分布来描述电子与机械设备的故障规律,假设设备自身的故障率函数用下列公式表示:
(1)
其中m为形状参数, 为尺度参数,t为时间。参数m和 通常都是依靠历史故障数据的分析,利用数理统计的方法估计出的。
有学者在论文[8]中提到半导体设备的故障时间符合参数为m=2.08, =7440的二参数威布尔分布。我们在本章的模型中,使用上面两参数的威布尔分布来描述设备的故障率。引入了役龄回退参数会改善设备的设备性能,设备的故障率公式在不同的预防性维修时间内的表达也是不相同的。在整个预防性维修周期内,设备的故障率递推公式:
(2)
随着设备使用年龄的增加,发生故障的可能性越来越大,在设备的使用过程中对设备进行预防性维修可以减少这种可能性,也就是使得设备的年龄下降。考虑到预防性维修对设备年龄和性能的改善,设备发生故障的次数可以表示为:
(3)
将式1和式2代入到式3可以得到
(4)
形状参数m的大小是用来描述设备故障率的发展趋势,当m>1时表示,设备的故障率是一个增函数,即随着时间的发展,设备发生故障的可能性将是增长的,这也现实设备是一致的,之后,随着m的继续增大,故障率曲线将约往上翘,尺度参数 是用来改变故障率的具体尺度,它使整个故障率缩小 m。这两个参数的获得是通过对设备运行一段时间后,发生故障的次数和每次故障的时间进行描点之后,利用斜率和焦点可以求出。最后得到Fk
(5)
2.3平均单位时间净生产效益Y
(6)
其中Ta是指总的时间,即设备运行的总时间
Cp是指半导体生产线一个小时的生产值
Cpm是指进行一次预防性维修所需要的费用
Cf是指一次故障维修即事后维修所需要的费用
Tpm是指一个预防性维修所占用的时间
Tf是指一次事后维修所需要的时间
k是指在总时间内进行的预防性维修次数
Fk是指对设备进行k次预防性维修时设备总时间内发生的故障次数
3算例分析
取总时间为50000h,一次预防性维修需要的时间为30h,一次事后维修所需要的时间为50h,半导体生产线每个小时的产值为1500元,进行一次预防性维修所需要的费用为10000元,进行一次事后维修的费用为50000元。[9]根据式5我们计算得到的设备故障数Fk,代入到式子6中,利用Matlab程序我们可以得到:
给定不同的故障率修正参数 、不同预防性维修次数k经过多次仿真实验,根据半导体单机设备故障分布确定其最佳预防性维修周期T和预防性维修次数k及其对应单位时间净生产效益Y。仿真结果如图3所示:
图3故障率修正参数不同值时单位时间净生产效益
数据除了说明对设备进行预防性维修可以减少设备的故障数,提高设备的性能,提高企业的生产效益,同时也说明了无论役龄回退参数取何值,都存在理论上的最佳预防性维修周期和次数,最佳预防性维修周期和次数的求得和役龄回退参数的取得有非常大的关系,虽然我们只是在整个周期中取五个均匀的点来得到数据,从而看出发展趋势,但是这已经可以包括其他的情况了。至于对役龄回退参数的深入也是一个重要的话题,比如用平均分布,正态分布来描述,这些都是一些设想,能不能实现还需要进一步讨论,在本文中,由于知识水平有限,只能以离散点来描述役龄回退参数。
4结束语
设备进行预防性维修的时候,维修效果应该是一个随机效果,或是可以用一个区间来表达,认为每次预防性维修的时候,维修效果为T/2的可能性是最大,而0和T是最小的,所以在开始建模的时候,曾经尝试利用正态分布来分析役龄回退参数,但是在建模后进行演示的时候,由于作者的学术水平和没有得到一些具体数据,发现通过自己建立的模型最后得出的一些数据和现实中的一些数据是想违背的,所以只能放弃这种想法,但我深信,对役龄回退参数的深入研究可以使得我们建立起来的模型能够更符合现实需要。
在研究过程,为了使得计算和算法方便,都是使用相同时间来确定每个周期,实际上由于每次预防性维修不能使得设备性能完全恢复,所以设备每个周期的故障数都是一直在增加,这对设备的稳定性来说都是不可取的,有学者曾经提出不同时间周期的预防性维修方法,但未能提出一个准确的解决方法,所以关于不同时间周期的预防性维修策略的建模也是以后继续努力的方向。
参考文献:
[1]潘光, 毛昭勇, 宋保维等. 预防性维修周期优化决策研究[J]. 机械科学与技术, 2007, 26(4): 518-520.
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[3]张耀辉, 徐宗昌, 李爱民. 设备维修策略与维修决策研究[C]. 应用高新技术提高维修保障能力会议论文集, 2005: 742-746.
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[7]蒋仁言, 左明健. 可靠性模型与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 1999.
半导体制造范文第6篇
关键词 半导体分立器件；工艺制造；影响与措施；可靠性；控制
中图分类号 TN3
文献标识码 A
文章编号 1674-6708（2016） 154-0041-01
在我国，半导体分离器使用最多、最广泛的是Si和GaAs这两种器件，但在现实使用中，这两种半导体分离器会时常出现器件分离失灵的现象。造成这种现象的原因有很多，但主要原因是半导体分离器的质量不过关，影响半导体分离器质量的因素主要有生产材料、生产工艺和生产环境等，本文详细介绍了这些因素对生产半导体分离器质量的影响机理及应对措施。
1 工艺制造过程中的缺陷对器件与材料的可靠性与质量影响
在半导体分离器生产过程中，每一个工艺控制点都有可能是造成器件缺陷，尤其在材料的切割和加工过程中，包括抛光、单晶排列、光刻及扩散等工艺中很容易出现生产上的器件缺陷，除此之外，有些隐形缺陷可能会在后期使用过程中，受到电磁场、温湿度和受力冲击不均匀等因素的影响，加速老化导致分立器件失灵。以扩散工艺举例分析，在型号为P的Si矩阵中进行磷扩散工艺操作，在扩散过程中，虽然磷的立体结构与硅的立体结构同为四面体构型，但不同之处是磷的四面体结构半径要稍小于硅，这就导致了在磷的扩散过程中，排挤、压缩影响到硅的点阵排列，造成硅点阵排列错配。出现这种点阵错配之后，还会造成一系列后续影响，例如点阵排列不紧密会引入其他杂质分子的扩散并进入点阵，进一步加剧点阵的排列错配，严重时引发基区陷落效应，使半导体分离器的击穿电压大幅度减小；点阵错配造成内部产生应力，在后期使用中，受温度和电流变化影响，老化速度加剧，影响半导体器件的使用寿命。
2 关键工艺对半导体器件工艺的可靠性影响
半导体的分离器的关键生产工艺同样是考察器件制造工艺是否可靠的一项重要指标，关键生产工艺主要包括：光刻工艺、材料金属化工艺、物理干法腐蚀工艺和引线键合工艺。
2.1 光刻工艺对器件工艺的可靠性影响
光刻工艺属于一项笼统的概括说法，可细分为五项工序：曝光、涂胶、坚膜、显影和腐蚀。在光刻过程中容易出现的器件缺陷一般都是在材料的金属化层面及金属氧化层面，在这两个层面出现的缺陷一般表现为毛刺、凸起（小岛）、凹陷（针孔）和钻蚀等，这些缺陷的产生会对半导体分离器件的后期使用造成不良影响，对半导体器件工艺的可靠性造成负面影响。
2.2 材料金属化工艺对器件工艺的可靠性影响
在对生产材料进行金属化加工时，一般使用NaOH模具尖端作为加工工具，因此在拉丝模具中很容易造成Na+污染情况的发生，一旦出现Na+污染，那么在采用钨丝加热真空蒸发性金属时，就一定会出现半导体器件氧化层Na+污染的情况，当Na+污染的浓度达到5×1011～21013/cm2时，会严重影响到半导体器件的稳定性，表现为电压漂移及漏电等，对半导体分立器的使用造成不良影响。
2.3 物理干法腐蚀工艺对器件工艺的可靠性影响
物理干法腐蚀是一种非选择性的定向刻蚀，在等离子体碰撞过冲，完成对半导体材料的精细加工，这种物理干法腐蚀包括两种常用方法：反应离子刻蚀法和化学物理干法腐蚀。反应离子刻蚀对器件工艺可靠性影响主要表现在加剧分立器的反向漏电；化学物理干法腐蚀对不同的材料表现为不同的影响情况，存在较大差别。采用物理干法腐蚀处理半导体材料的机理是使用离子轰击材料，这种处理方法会改变绝缘材料的绝缘性能，对被腐蚀的半导体材料同样造成损伤影响，如果等离子体中混有高能光子，这种影响将会被扩大加重。因此，控制物理干法腐蚀对材料的不良影响，重点在于控制等离子体的能量流，在科研工作人员的长期研究中发现了两种应对措施：1）对于因稼元素扩散导致的接触失效问题，有一种很好的应对措施就是在半导体金属化层中增添一种可以阻止稼元素扩散的金属层，起到保护半导体金属化层的作用；2）对于因界面反应引起栅下沉、基区塌陷，进而导致半导体分立器失效问题，可以采用Ti、Pt、Au代替Al，Ti、W、Au代替Au，并加强对半导体金属化层的厚度的控制。
2.4 引线键合工艺对器件工艺的可靠性影响
常用的引线键合工艺有3种：超声键合、热压键合以及超声热压键合。引线键合工艺的质量高低主要参考引线粗细、引线长度、引线数量与键合位置等标准，在引线键合工艺中，不管采用哪种工艺，都会对半导体分立器的可靠性产生一定程度的不良影响，在采用超声键合工艺时容易对管芯造成损伤，因此要严格控制超声波的输出功率及振动频率，采用超声热压键合时还应注意控制芯片的键合温度，该工艺对键合时间的控制要求较高。
3 半导体分立器件制造过程中的质量控制
3.1 工艺环境控制
3.1.1 洁净室空气净化控制
在半导体分立器生产过程中，对工作环境的要求和控制很重要，分立器件的光刻宽度越窄、有源区面积越大，对洁净室净化的要求就越高，通过调查研究和统计总结，得出洁净室等级与半导体分立器件的芯片合格率的对应关系如下：万级洁净室的合格率为68%，千级洁净室的合格率为75%，百级洁净室的合格率为98%，由此可见，洁净室的净化等级越高，半导体器件合格率越高，因此，应严格控制洁净室的空气净化级别。
3.1.2 化学试剂的质最控制
在加工半导体分立器件过程中，化学试剂的纯度对器件工艺可靠性的影响很大，因此需要严格控制化学试剂的纯度和杂质含量，主要方法有：1）采用干法加工工艺，减少化学试剂的使用；2）注重化学试剂的储存条件，防止在储存过程中混入其他杂质；3）采用颗粒在线检测技术，严格控制亚微米、深亚微米工艺加工中的颗粒含量，提高半导体分立器件的质量水平。
3.1.3 超纯气体的质量控制
在实际的电子器件生产过程中，超纯气体的环境是很有必要的，我们最常用的超纯气体主要有：氮气、氢气和氧气等。这些气体的纯度对生产半导体分立器件的质量和可靠度都有着很大的影响。一般在氧化、外延、CVD、扩散、刻蚀、封装等加工工艺中的气体纯度要求达到99. 99995%以上。
3.2 防静电措施
在半导体生产制造过程中静电释放是损伤分立器件的重要原因之一，通过静电释放造成的器件轻微损伤，没有明显的外观表征，因此在老化筛选中很难检查排除，但这种隐形的器件损伤会在日后的使用中，受电流刺激和温度变化等影响，会使隐形损伤进一步扩大，缩短了分立器件的使用寿命。为减小生产过程中的静电影响，可以采取防静电措施：1）穿戴防静电或导电的工作服和鞋；2）使用防静电手环；3）操作台要陪有防静电桌垫；4）在开始工作前，员工要做静电释放，确认自身与大地的零电势差；5）对操作工具也应进行静电测试或静电释放，确保工具不携带静电。
半导体制造范文第7篇
关键词：半导体；制造技术；实践教学；集成电路
在目前我国强力推进自主集成电路芯片“中国芯”的研发与制造背景下，我国的微电子产业快速发展，对半导体行业的高水平专业人才的需求也随之大幅增加。但目前每年高校微电子专业的毕业生数量远远不能满足半导体制造技术业的需求，半导体制造技术行业高水平专业人才的匮乏已经成为制约其快速发展的主要瓶颈之一。为此，培养一批具备前沿半导体集成芯片的工程应用能力，掌握以半导体制造技术为载体的微电子系统研发、设计与生产能力的微电子专业人才是目前高校所面临的迫在眉睫的问题，因而加强半导体制造工艺人才的培养已成为大学教学的一个重点研究内容。
“半导体制造技术”是我院电子封装技术专业的必修课程，也是培养学生实践动手能力和创新开发能力的专业特色课程之一。该课程的目标是培养学生系统掌握微电子关键工艺及其原理，并具有一定工艺设计、分析及解决工艺问题的能力，因此，在这门课程中引入实践教学是至关重要的。
一、“半导体制造技术”课程内容的特点
“半导体制造技术”这门课程广泛涉及量子物理、电学、光学和化学等基础科学的理论概念，又涵盖半导体后端工艺的材料分析等与制造相关的高新生产技术。该课程的主要内容包括微电子集成电路制造工艺中的氧化、薄膜淀积、掺杂（离子注入和扩散）、外延、光刻和刻蚀等工艺，培养学生掌握集成电路制造工艺原理和设计、工艺流程及设备操作方法，使学生掌握集成电路制造的关键工艺及其原理。同时，该课程又是一门实践性和理论性均较强的课程，其涉及涵盖的知识面广且抽象。基于此，培养学生的实践动手、工艺分析、设计及解决问题的能力单纯依靠课堂上的讲和看是远远达不到的。如何利用多种可能的资源开展工艺实践教学，加强科学实验能力和实际工作能力的培养，是微电子专业教师的当务之急。
二、教学条件现状及实践教学的引入
1.教学条件现状
众所周知，半导体制造行业的设备如金属有机化合物化学气相沉淀、等离子增强化学气相沉积（PECVD）和磁控溅射等设备价格昂贵，且对环境条件要求苛刻。与企业相比，高等学校在半导体制造设备和场地方面的投入远远不够。为了达到该课程的教学目标，我们学校购置了一些如磁控溅射系统、PECVD、高温扩散炉和快速热处理炉等与半导体制造工艺相关的设备。
2.引入实践教学的重要性
教学和实践相辅相成，教学指导实践，实践反哺教学。为了加深学生对在课堂上所学的理论和工艺知识的理解，并培养学生的动手能力，我们在“半导体制造技术”这门课程中增添了利用PECVD技术淀积钝化层SiNx：H薄膜及快速热处理等实践课。对于薄膜淀积实践课，在实验前期，学生需要调研，确定薄膜淀积参数（如温度、时间、气流比等）；在薄膜淀积完成之后，需要通过一些手段表征薄膜的结构和性能，检查是否达到了预期的效果，如果和预期结果不相符，由老师组织学生共同探讨并解决。在学生全程参与的实践课程中，学生都感受到学习的乐趣，充分调动了学生的积极性，培养了学生提出问题、解决问题和分析问题的能力。
“半导体制造技术”课程的开展不仅要使学生掌握基本的理论知识，更重要的是通过课程传授、实践操作及企业案例等多种教学活动，激发学生的学习积极性和主动性，并提高学生的动手实践能力、分析问题和解决问题的能力。通过实践课的开展，将学生在课堂中学到的理论知识与企业的实际工作联系起来，加深了对半导体制造技术关键工艺的理解。这些教学活动有效地培养了学生的创新思维和实践能力，提高了整体的教学效果。理论和实践相结合的授课方式必将成为“半导体制造技术”课程创新型教学改革与持续发展的原动力。
参考文献：
[1]刘博，张雷鸣，王金婵，等.《半导体制造技术》双语教学的尝试和探索[J].科技创新导报，2015（2）：150-152.
[2]白晋军，李鸿强.《集成电路工艺原理》教学内容的改革探索[J].考试周刊，2013（30）：15-16.
半导体制造范文第8篇
GLOBALFOUNDRIES是由超威(AMD)和Advanced Technology Investment Company (ATIC) 合资成立的一家新的先进半导体制造公司。公司宣布正式开始营运，并阐述公司计划推展深入的变革和扩大在半导体产业中的机会。GLOBALFOUNDRIES由经验丰富的半导体管理团队领导，包括执行长Doug Grose（前超威制造营运资深副总裁）和董事长Hector Ruiz（前超威的执行主席兼董事长）。公司是唯一一家总部设在美国的全球半导体代工厂，营运初期全球约有2800名员工，总部在美国硅谷。
GLOBALFOUNDRIES将满足超威的生产需求，并透过其庞大的全球代工服务为第三方客户提供更强大的技术规划。这意味着首度不仅限于高端微处理器制造商，GLOBALFOUNDRIE亦能够运用先进技术及早实现大量生产芯片。
为了满足产业的长期需要，GLOBALFOUNDRIES正着手计划透过引进第二座300mm生产设备（块状硅制程（bulk silicon）将在2009年年底投产），以扩大其在德国德勒斯登（Dresden）的生产线。德勒斯登丛集（Dresden cluster）将易名为Fab 1，其中Module 1最初集中于生产高性能的45nm SOI技术，Module 2转为32nm块状硅技术。
除了Fab 1，公司还计划于2009年开始在纽约州Saratoga县的Luther Forest Technology Campus，耗资42亿美元建设新型先进的32nm和功能更精细的生产设备。这个新设备将命名为Fab 2，预计将为当地创造大约1400个新的直接工作职位和5000多个间接工作职位。一旦投入营运，Fab 2将是美国唯一独立管理的先进半导体制造代工厂，扭转制造业脱离美国的趋势。
GLOBALFOUNDRIES由制程解决方案的领导厂商AMD和着重先进技术机会的投资公司ATIC共同投资持有。
虽然经济衰退对半导体产业有负面影响，但这个产业的长期发展依旧强劲。面对不断增加的成本和复杂性，越来越多的芯片制造商正在退出制造，改为求助于独立代工厂以求获得安全和外来的产能。同时，他们还寻找更先进的生产技术以帮助提高其产品的性能、效率和成本。
半导体制造范文第9篇
关键词：双语教学；半导体制造技术；CMOS工艺集成
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0213-02
随着中国加入WTO及中国改革开放的日趋深化，使得我国对双语复合型人才的需求程度迅速提高。为了培养双语复合型人才，2001年教育部颁发的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中对高等院校的本科教学提出了使用英语等外语进行公共课和专业课教学的要求[1]。“双语教学”的英文是“bilingual teaching”。《朗曼应用语言学词典》给出的定义是“The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects”，即能在W校里使用第二语言或外语进行各门学科的教学[2]。
《半导体制造技术》是电子科学与技术专业的主干课程，系统介绍了集成电路芯片的制造工艺及工艺原理，详细描述了集成电路制造的全过程。学生在初步掌握硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注入、金属化、化学机械平坦化等工艺及其设备的基础上，掌握CMOS、双极集成电路的工艺集成及测试封装等。
一、《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语教学存在的问题
《半导体制造技术》涉及电子、机械、材料、制造、物理、化学等多种学科，其理论性和实践性均较强，且内容更新快，在这样的课程中开展双语教学必定会遇到一些问题。
1.学生英语听、说、阅读能力有待提高。《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语课的授课对象是大三学生。经过两年多的大学本科教育，大三的学生虽然具备了一定的专业基础知识，大多数学生过了国家英语四级考试，而少部分学生过了国家英语六级考试，但学生的听、说、读、写训练也仅限于围绕《大学英语》课程及应试来进行，致使学生们并没有将这些技能应用于专业知识的学习。学生们没有接触过专业英语，英语专业词汇掌握得少之又少，也缺乏英语专业论文阅读的经验，专业论文的写作更无从谈起。《半导体制造技术之CMOS工艺集成》课程内容广泛，知识点多。双语教学中要求学生在英语环境中听、读并掌握这些专业知识点有相当的难度。
2.双语教学师资短缺。双语教学教师不仅要有过硬的教学能力和系统的专业知识，还要有精深的专业英语和流利的英语口语功底。这样不仅让学生系统掌握了专业知识，而且能运用外语熟练进行专业交流，使他们的整体素质得以提高。近年来虽国内外交流日益频繁，但就我校的情况而言聘请的国外专家学者、海归博士等多从事经济、金融等领域，还没有从事电子科学相关领域的外聘的国外学者和海归博士。双语教学的任务主要由有过旅美经历的、有丰富的专业课教学经验的高级教师来负责。但具备这样条件的教师数量也非常有限，不能形成团队协作。
3.教材及教学方法的选择。《半导体制造技术》国内外教材很多，各教材侧重点不同，有的偏重于科学研究，有的偏重于工程实践；内容各不尽相同；难易程度各不相同；受者群也各不相同。从良莠不齐的众多教材中选择合适的教材是至关重要的。选择什么样的教学方法也是要重点思考的，以最大程度地提高学生的专业知识和专业英语读、说、写能力。
二、《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语教学实践
本文第一作者于2013年夏季小学期开设《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语课，授课对象为电子科学与技术专业三年级本科生。此时三年级本科生已经学过了《半导体工艺》，掌握了《半导体制造技术》的基本概念、工艺原理及流程。在此基础上开设《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语教学既能巩固相关的专业知识，也能掌握专业英语的听、说、阅读能力。
1.教材。综合考虑各种因素，本课程选择的教材是英文版的《硅超大规模集成电路工艺技术：理论、实践与模型》，作者James D.Plummer等，由电子工业出版社出版。该教材内容由浅入深，写作简单明了易于理解，适于大专院校电子专业高年级学生使用。考虑到学生的英语水平及授课时间的限制，双语教学仅选择该教材的第二章《CMOS工艺集成――CMOS反相器制造工艺流程》。辅助教材为中文版的《芯片制造――半导体工艺制程实用教程》（第五版），作者Peter Van Zant，韩郑生等译，由电子工业出版社出版。
2.教学方法。考虑到学生的实际情况，本双语课程采用英文教材，英文版书，中英文授课的模式。课前要求学生充分预习。课堂上教师对基础英语中常见的重点词汇、固定搭配、句式结构等进行适当讲述，在此基础上重点讲解专业词汇及科技文献常用的表达方式。通过举例归纳总结词汇的专业性及日常应用中的差异及科技文献与通俗小说等写作手法的不同。让学生们参与教学，由学生先用英文通读一段再用中文来讲解，再由老师进行讲解总结。同时每次课都会利用一定的时间给学生播放Intel和斯坦福等多家机构联合出品的《Silicon Run》，该套视频是微电子行业的经典纪录片，其详细讲述了硅集成电路（IC）工艺制程中的各单项工艺，如晶圆的制备、氧化、光刻、淀积、离子注入、刻蚀、金属化、封装等等。让学生们生动形象地了解实际生产线上各工艺的同时，也能练习听力，课后还能跟读，一举三得。待到学生听、说、读英语的能力提高了，教学模式最终会过渡到英文教材，英文版书，英语授课。
3.教学反馈。课程结束前对教学效果进行的调查问卷显示[3]，80%的学生认为本课程教学有助于提高自己的专业英语水平，对阅读专业英文论文及著作起到了抛砖引玉的作用。学生们认为教学中的视频在提高听力的同时，让他们更真切地了解了实际生产线上器件、集成电路的制造过程。
三、对开展《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语教学的几点建议
通过几年的《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语教学实践，针对当前的不足进行了有益的探索，对开展双语教学有几点建议仅供探讨。
1.在授课中意识到很多学生对英语心理上存在恐惧感，限制了他们学习的积极性，同时许多学生误认为专业英语的学习是重点，而忽略了专业英语只是教学工具，利用这个工具或媒介掌握专业知识才是根本。只有克服对英语的恐惧感，对双语教学有正确认识才能达到预期效果。
2.针对双语教学师资缺乏的情况，学校应依据“引进来，送出去”的原t，在大力加强外国专家学者、海归博士引进工作的同时，可在校内组织专门的培训，或者通过送到外校学习的形式提升教师讲授双语课的综合能力。如果有条件聘请国外相关领域的知名专家学者、海归博士与本校教师组成双语课教学团队不失为非常好的解决办法。
3.双语教学应循序渐进，不能操之过急。双语教学不能一蹴而就，防止一味硬灌和被动接受。应循序渐进，因地制宜，因材施教。教师与学生应相互配合，相互信任，充分发挥各自的积极性和主动性，从双语的教与学中获得知识，收获快乐。
四、结束语
双语教学是培养复合型人才必不可少的手段。虽然国内的双语教学开展了十多年也取得了长足的进步，但仍有诸多问题需要探讨。本文介绍了《半导体制造技术之CMOS工艺集成》双语教学的教学实践并提出了相关的建议，以便完善今后的双语教学实践。
参考文献：
[1]徐晓娟，屈健，梁亚秋.材料科学基础课程双语教学的调查与分析[J].硅谷，2010，（1）.
[2]黄海艳.大学双语教学的目标研究[J].郑州航空工业管理学院学报（社会科学版），2006，25（5）.
[3]桑应朋，李悒东，邬俊.操作系统课程双语教学时间与探讨[J].教育教学论坛，2016，（19）.
Discussion on Bilingual Teaching in Semiconductor Fabrication Technology-CMOS Process Integration
LV Pina，QIU Weia，YUE Cheng-junb
（a. Physics School，Liaoning University；
b. College of Information，Liaoning University，Shenyang 110036，China）
半导体制造范文第10篇
Abstract: In semiconductor manufacturing industry, the products are various, and the process is complex, so it has a higher demand of the utilization of equipment. For other manufacturing industry, production planning optimization is also more complex. This article discusses the heuristic algorithm often used in the semiconductor industry and the optimization method based on linear programming.
关键词： 半导体制造；生产计划；半导体封装测试；线性规划
Key words: semiconductor manufacturing；production planning；packaging and testing of semiconductor；linear programming
中图分类号：TN3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0046-01
0引言
在半导体企业的实际业务中，生产能力计划问题的常用解决方法一是靠从业者经验的积累，以一定的直观基础而构造的启发式算法；二是采用多次试验，比结果优劣定决策；三是建立数学模型，利用数学规划法等求解最优策略。目前在半导体工业中，生产能力规划也主要有三种方式：一是利用电子表格（例如MS excel）来实现 [1]，在制定生产计划时一般以月为单位，而设备生产能力一般是以天为单位来考虑的，故所需的设备数量等于当月加工任务除以设备月生产能力。一般采用此方法时，会根据不同的优先级来依次制定相应产品的生产计划。其二，一般用离散事件仿真法多次重复试验来进行生产能力规划，从而求得一个可使企业的关键绩效指标（KPI）较优的结果。上述两种方法均需多次运行调整反复试验，而且所得的解不能保证是最优解，甚至仍可能远离最优解。第三种方法是综合考虑多方面的因素利用线性规划法以建立约束条件和目标函数对生产进行优化，相关的研究文献可以参考[2][3][4]。因为能够采用专业的优化解算器如ILOG CPLEX[5]在短暂时间取得模型的最优解，在半导体生产能力规划中，线性规划普遍地应用在各个领域，尤其是针对较大规模的问题，它的优点越能被凸显出来。
1优化计划模型
生产能力规划模型经历了从单时间段到多时间段，从单目标到多目标发展历程。从单时间段到多时间段的转变是只需增加时间段下标和相应的约束关系即可，而使用不同的权重系数的多目标规划也可以解决多目标的协调问题。由于目前对于半导体生产规划问题大多集中于前道工序即晶圆厂的生产规划，对于封装测试生产线涉及很少，本文将简单以在存储器封装测试领域应用线性规划为例说明。如前所述，半导体生产规划的实质上是如何安排产品的混合生产的问题。由于每种产品很可能都有多重可供选择的加工路线，对于设备也存在Re-entry的访问，因此半导体生产系统优化的核心问题也就在于选择最适合的加工路线上以求得生产量及生产周期等指标的最优解。启发式方法是根据经验来优先使用相对好的加工路线资源，而在半导体制造中，两个主要的参照标准就是产品的优先级priority以及加工设备的柔韧性。在没有充足的可用资源的情况下，首先要确保priority相对高的产品的生产，但是针对于加工路线的选择，就要首先采用具有较高柔韧性的设备。线性规划是按照所需达到的限制条件，抽象并简化生产系统，建立有关的数学模型，进而取得达到约束条件的最优策略。
2举例
试以某封测企业的简单示例来说明线性规划法的简单应用。该工厂测试生产线有三种TESTER设备M1，M2和M3，各设备的数量分别为3台，3台，2台。目前生产两种产品Prod.A和产品Prod.B，其市场销售平均价格分别为￥45和￥35，其中Prod.A只能在设备M1与M2上生产，月别产能分别为110k和80k，而Prod.B在三种设备上都可以生产，月别产能分别为130k，85k和90k。产品Prod.A与Prod.B的最小生产量分别为300k与250k，最大需求量分别为500K和400K，企业的实际需求是如何安排生产计划能使企业的收益最大。从上面的例子可以看出，各产品存在多种备选加工设备，即有多重加工路线的问题，优化计划也就是选择最好的加工路线。企业实际一般采用Excel电子表格的形式，建立生产计划与效益的联动模型，由于Prod.A售价较高且只能在二种设备生产，以经验判断需要优先安排，以此为基础不断调整，求得一个近似最优解。具体的解法一般使用VBA或人工调整试算，本文不再赘述。
如果使用线性规划的方法，建立数学模型，则该问题可以简要表述如下：
目标函数（Objective）：
上式中，参数及变量说明如下：
参数部分：
①Price.A与Price.B为A、B两者产品的售价。②QL及QH为两种产品的生产量上下限。③K为每种产品在每种设备的生产能力。④M为设备保有台数限制。变量为X，及每种产品在每种设备的生产计划安排量；下标i=a，b 代表两种产品，下标j=1，2，3代表3种设备。求解则可以利用ILOG公司的Cplex软件，由于此示例规模较小，本文使用在Excel环境的Cplex Solver求解，求解示例及结果如表1所示。
3小结
对于多品种混合生产，制造过程极其复杂的半导体制造业来说，线性规划在生产计划中的优化作用已经越来越明显，这方面的研究文献也越来越多，也给企业带来了巨大的经济收益。
参考文献：
[1]刑文训，谢金星.现代优化计算方法.北京：清华大学出版社，2003.
[2]Leachman R C，Carmon T F.On capacity modeling for production planning with alternative machine types[J].IIETrans.，1992，24：62~72.
[3]Bermon S，Hood S J. Capacity optimization planning system（CAPS）[J]. Interfaces，1999，29：31~50.