半导体工艺与技术篇1
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tSUpRem4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tSUpRem4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tSUpRem4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tSUpRem4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tSUpRem4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tSUpRem4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tSUpRem4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tSUpRem4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）.
半导体工艺与技术篇2
关键词：半刚电缆组件；3D布缆；3D装配工艺
引言
3D布缆是以3D结构模型为基础，在3D环境下，充分考虑电子产品内部器件结构布局和空间干涉情况，并根据电缆连接关系，完成各电缆的走向规划和形状设计，并依此生成各种用于电缆制造的工程图纸与数据的过程。
3D装配工艺是直接利用包含电缆的产品3D模型，在3D环境下，通过合理规划装配流程、定义装配工艺要求并直观的模拟装配过程，最终形成3D可视化、结构化的装配工艺，并进一步到车间现场实现可视化装配作业指导的技术。
随着现代集成制造技术、制造业信息化技术的迅猛发展及其在我国国防制造业的推广和应用，三维CaD技术和pLm技术正在成为企业产品创新的基础条件，这对传统的工艺技术能力提出了新的挑战，同时也推动了3D技术在制造工艺领域的应用研究。半刚电缆组件作为电子产品中传输电信号的重要元器件，使用相当广泛，其制造装配过程是电子设备制造一个最为重要的环节。如何将3D技术，尤其是3D布缆技术和3D装配工艺技术，应用在半刚电缆组件制造领域，探索出一种新的制造流程与方法，以缩短产品的制造周期、提升质量并降低成本，就成为我们电气互联工艺专业需要解决的问题。
1传统的半刚电缆组件制造所面临的问题
在传统的半刚电缆组件制造过程中，制造和装配一般都在产品总装阶段进行。由操作人员自行规划电缆的走向和形状，并进行制造、测试与装配。随着产品小型化进程的推进及用户的对于产品质量及供货周期要求的提高，这样的装配流程与方法逐渐凸显出了诸多的问题。
（1）质量可靠性问题：由于缺少有效的工艺文件指导制造、装配及检验作业，使得一些工艺技术要求，如成型要求，可靠性要求等难以在制造及装配过程中得到保证，检验过程也难以发现问题，形成了质量隐患。
（2）产品一致性问题：不同批次的产品由不同的操作人员完成制造与装配，半刚电缆组件的工艺参数和最终形态不能有效落实在工艺文件中，必然使得各批次产品的交付形态不一致，对产品形象造成不利影响。
（3）装配效率问题：一方面产品内部的结构越来越紧凑，留给半刚电缆装配的空间越来越小，另一方面由于电气性能的要求，对半刚电缆组件长度要求越来越严格。这增加了电缆配装难度，许多产品需要进行多层交叉式的装配。由于设计前期的在可装配性方面的疏漏以及操作人员对装配顺序规划的不合理，经常造成电缆装配反复，极大的影响了装配效率。
（4）产品制造周期问题：由于半刚电缆组件的制造、测试及装配过程必须在结构及电气器件实物装配完成后进行，需要极长的时间。这样的串行制造模式使得产品的制造周期延长，影响到产品的交付计划。
（5）产能瓶颈问题：随着产品订单的增加，半刚电缆组件的生产规模也随之增加，在操作技能人员不能大量扩充的情况，企业产能已无法满足产品生产规模的需求，产能瓶颈问题逐渐凸显。
（6）制造成本问题：由于缺乏准确的工艺数据，使得半刚电缆线材下料过程缺乏控制，管理粗放，材料浪费极大。同时由于制造和装配过程的反复，消耗了大量的电缆验证样件，从一定程度上也增加了制造的成本。
2半刚电缆组件工艺要求
半刚电缆组件的工艺要求直接关系到其质量的优劣，为保证半刚电缆组件能够满足产品使用要求，其制造及装配过程需要考虑以下几方面。
2.1电缆的可靠性
（1）应尽量减少装配后硬连接产生的应力，这些应力可能会造成电缆焊点的失效，或电缆的本身的机械损伤，所以我们需要合理的设计电缆成型形状，来消减这些应力，如图1：
（2）保证电缆最小弯曲半径，防止电缆因弯曲半径过小，造成导体上产生皱褶和破裂，影响电缆电气性能。
（3）根据电缆类型，确保电缆端头最小直线段长度，避免在实际加工成型过程中，对组件同心度造成影响。
（4）充分考虑电缆振动要求，电缆尽量紧贴结构件走线，避免过长电缆悬空，在振动过程中造成电缆失效，形成质量隐患。
2.2电缆易于成型，提高电缆组件的制造效率
（1）满足可靠性的前提下，电缆长度应尽量短，成型形状应尽量简单，做到横平竖直，弯曲半径、角度以及直线段长度尽量规整，便于成型。
（2）尽量减少折弯的数量，如可以通过适当改变电缆的折弯半径，将两个相临的折弯点，变成一个折弯点，提高成型的效率，如图2。
（3）在电缆的成型过程中，两个折弯点中间的直线段的长度都要大于或等于折弯用导轮的直径，否则电缆很难成型。
2.3电缆易于装取
（1）工艺设计需要考虑电缆层叠安装顺序，尽量避免交叉干涉，便于电缆的装取。
（2）在保证电缆可靠性的前提下，电缆端头直线段长度不宜过长，特别出线位置靠近分机和模块内壁时，需要留一定的装配间隙，否则影响电缆装取。
33D技术的应用流程
以上述的半刚电缆装配工艺要求为前提，3D布缆技术及3D装配工艺技术在半刚电缆组件制造过程的应用流程如图3所示。
43D技术应用的技术难点
目前一些主流的3D设计软件虽然具备3D布缆和3D装配仿真模块，但就软件功能和设计效率方面而言，距离工程应用的还存在极大的差距，开展3D技术在半刚电缆组件制造领域的应用研究，必须解决以下技术难点。
4.13D布缆应用技术难点
（1）如何定义电缆连接器电气属性和布缆基准点；
（2）如何管理线材库、连接件库及标识库，并进行高效调用；
（3）如何管理布缆的工艺要求，并在布缆设计时进行正确性校验；
（4）如何进行高效的电缆形状设计，并抽取用于制造的3D电缆组件模型；
（5）如何依据制造工艺要求，从3D模型中提取和处理制造工艺参数，从而快速的生成电缆成型图和相关表格。
4.23D装配工艺应用技术难点
（1）如何对3D模型进行轻量处理，并保留装配工艺设计必需的模型要素；
（2）如何管理3D装配工艺设计，包含任务管理、模型管理、审签流程管理、变更管理、工艺资源管理、工艺知识管理等；
（3）如何进行结构化的装配工艺流程规划，并进行工序及工步的装配仿真与验证；
（4）如何生成3D可视化装配作用指导书，并到装配车间，实现浏览，指导装配作业。
53D技术应用的效果
5.13D布缆应用效果
通过3D布缆产出的电缆成型图及相关表格，表达了半刚电缆组件制造过程中所需的工艺参数，包含了成型折弯半径、折弯角度、扭转角度、分段长度等，可用于电缆的批量制造，如图4所示。半刚电缆组件3D模型如图5所示。
5.23D装配工艺应用效果
结构化的3D装配工艺设计，可以通过波特图表达工序间的串联和并联关系，并为制造执行系统解析，为工序之间的并行制造提供了基础，如图6所示。通过3D可视化装配作用指导书，可以直观，有效的指导半刚电缆组件的实物装配，如图7所示。
63D技术应用的价值
通过3D布缆技术及3D装配工艺技术的应用，可以显著改善半刚电缆组件制造工艺，进一步提高产品的装配制造技术优势和生产能力，其价值具体体现在以下几个方面。
（1）提升产品质量可靠性和一致性：在产品设计阶段完成电缆工艺设计和装配过程仿真与验证，真正实现面向制造的工艺设计。将半刚电缆组件制造及装配工艺要求通过成型图纸、表格及直观的3D可视化作业指导文件，准确、直观传递给操作人员，可有效的指导其制造装配作业，从而提升了产品的质量与一致性。
（2）提高装配效率：通过3D装配工艺设计仿真与验证，能将多数半刚电缆装配问题在工艺设计阶段发现解决，提升了实物装配一次成功率，极大的较少返修与报废，提高了装配效率。
（3）缩短了产品制造的周期：以详细的工艺数据和结构化的3D装配工艺为基础，实现了工序间的并行制造，半刚电缆组件可以在结构件及电器件加工、采购及装配的同时，进行半刚电缆组件的焊接、成型及电气性能测试，极大的缩短了电缆装配的时间，从而缩短产品的整个制造周期。
（4）解决产能不足的问题：3D布缆后产生的详细的电缆工艺成型数据，可以保障半刚电缆组件的制造外包，从而在一定程度上缓解了企业自身制造产能不足的问题。
（5）节约成本：3D布缆后产生的详细线材下料数据，将线材下料长度精确到毫米，减少了下料过长造成的材料损耗，同时通过3D仿真验证，也减少的实物样件的制作与报废，极大的节约了材料成本和人力成本。
半导体工艺与技术篇3
在全球金融／经济风暴的袭击下，世界半导体业2008、2009连续两年陷入困境，出现负增长，2010年触底强劲反弹。wStS(世界半导体贸易统计协会)去年秋季曾预测，当年市场将大幅增长31.7％，市场突破3000亿美元大关，达3004亿美元，是十年来增长最快的一年。可是，冷暖相依，大多市调公司对2011年市场并不看好，预期增长率仅能在5％上下，徘徊于个位数的低端。预测不过是预测而已
最近wStS发表了今年1月份的数据统计，世界半导体的销售额达240亿美元，同比劲增16％，而环比(比上年12月)仅下降4.5％，是自1999年以来12年中下降最少的一年(据统计，1999～2010年间每年1月的平均环比负增长率达20％)。
依据上述数据，市场调研公司icinsights将历年的详细数据加以推算，再加上最近如美国失业率减少、新兴经济国家需求殷切等的经济积极因素，该公司对今年世界半导体市场前景表示乐观，认为可增长10％左右。
无独有偶，VLSi公司在3月份竞两次上调今年世界半导体市场的增长率，尤其引人瞩目。该公司不久前曾表示，去年世界半导体市场增长了30.9％，预测今年将增长8.1％，达2687亿美元，虽然承认今年市场确有许多不确定因素，但鉴于首季度的市场运行情况，于3月2日将今年的增长率上调至8.9％，达2707亿美元。等到3月30日，一季度的半导体市场表现红火好于预期，今年快速提高了11.6％，销量也从11％提高到14％，因此一季度为全年发展构建了良好基础。于是，VLSi公司便再次将今年世界半导体市场的增长率上调到12.2％，并认为即使有石油涨价、通货膨胀、日本地震等种种不利因素，未来几个季度运行速度可能会趋缓，但至少可保持两位数的增长率。
icinsights公司预测，今年热销的半寻体产品有数据转换电路、汽车专用模拟电路和mpU等，日前又特别提到了。-o-D(光电器件一传感器／传动器一分立器件)市场，3类产品总销售额将比去年上扬10.2％，达583亿美元，其中光电器件增长儿％，达2.64亿美元；传感器／传动器增长15％，达85亿美元；分立器件增长8％，达234亿美兀。
由于日本3，儿地震曾导致lS座晶圆厂生产中断，对半导体业造成不良影响，icinsights公司最近又出版了一份相关报告。据其统汁，世界半导体制造产能中有63％位于地震活动带，晶圆代工产能更超过90％，尤其是位于中国台湾地区的世界两大顶级晶圆代工厂
台积电和联电，一旦遭遇地震或飓风灾害，则将对整体电子产业供应链造成巨大冲击(见表1)。
450mm晶圆即将上马
自1980年半导体业界采用100ram晶圆进行生产，大约每s年前进一代，1985年采用150mm生产；1990年采用200mm生产：1995年采用300mm~产。可自300mm以来已超过15年还未走向450mm新一代晶圆，时间可谓长矣，近年虽议论不少，可始终未见具体计划。
究其原因，主要是缺少突破型新产品需求的驱动力，据说300mm晶圆线的巨额投资，厂商还没全部收回，因而缺少投资新一代工艺的经济实力。另外，开发新一代技术已不像以往各代的工艺主要是重复，而是要求制造设备厂商具有综合开发能力，包括工艺开发、材料准备、软件编写、工厂自动化等，庞大的资金和专业知识均非易事。当前，即使像应用材料和东京电子这样世界最大的设备制造公司在资源方面也难于独立完成这样的开发。
2008年5月、intel、三星和台积电共同发表实施4S0mm生产线的声明时，业界一时震动。可其后适，遇经济风暴，市场陷入低迷，计划亮起红灯。直到不久前，人们才又见到促进派特别是intel和台积电的动静，发表了较为具体的发展路线图。台积电计划2013～2014年完成试制生产线，2015～2016年实现量产，并计划2012年第三季度开始在450mm晶圆上采用20nmi艺技术进行生产。intel公司2月宣布，即将投资50亿美元以上，在亚利桑那州建立42号工厂，采用14nm以下工艺，2013年建成，据称将是世界上最先进的工厂。
台积电4月5日在美国圣荷塞举行的技术论坛上，详细透露了公司的450mm晶圆生产计划。台积电将全力向4S0mm时代挺进，目的之一是降低成本，其二是争取比竞争对手抢先一步。450mm生产线约需投资100亿美元，其中设备费尤为高昂，但其生产率可比300mm生产线提高1，8倍，且可减少工厂数量，避免面临寻找大量优秀工程技术人员的难题，未来lo年将减少人员需求7000人。据悉，台积电将首先在新竹第12号工厂建立试制线，预计2013~2014年投入运行，然后转入台中第1s号工厂进行量产，计划2015～2016年完成。初时采用20nm工艺，未来将转向14nm工艺。
摩尔定律何时到头?
在半导体业界一向奉为圭臬的摩尔定律到头之论早已有之，iSuppli公司2009年便声称摩尔定律即将于2014年失效，曾引起热烈议论。被誉为台湾集成电路之父的台积电董事长张忠谋于今年4月下旬出席“全球科技高峰论坛”时又表示，摩尔定律大约再过6～8年将走到极限。他说，摩尔定律以往平均每两年进入新的一代，未来iC的微细化发展空间已不大、倒是电路板方面还有发展空间，未来势必要往新的应用发展，如低功耗等。
微细化技术发展的困难日益增大，速度趋缓，从2003年的90nm工艺、2005年的65nm工艺、2007年的45nm工艺到2009年32nm，都是两年一代。跨入2010年以后工艺革新的间隔时间将延长，预计将从2011～2012年的22nm、2014～2015年1snm到2017～2018年llnm，将放慢到2，5～3年一代。
今天的半导体业除了继续走传统微细化道路的所谓“moremoore(更摩尔)”方式之外，业界还提出了有别于此的所谓“morethanmoore(超摩尔)”的发展道路。它包括通过3D方式提高集成度，以及将模拟电路、功率器件、传感器、生物芯片、无源元件等集成在一个封装里，称为Sip(Systeminapackage)。另外，“BeyondCmoS(后CmoS)”也是业者提出的另一方式，即利用与现有moS晶体管不同原理进行工作的新器件，包括将原子、量子、光、自旋电子等用作芯片布线等技术，并将成为本世纪20年代的基础技术。
总之，未来集成电路必将走上多样化的发展道路，“morethanmoore”和“BeyondCmoS”将成“moremoore”技术发展的原动力。此外，还有化合物半导体(Ge和iii-V族半导体)材料的应用也值得注意，业界有“得材料者得天下”的说法。激荡的未来十年
无论如何，微细化的道路还将走下去，当前32nm工艺已成主流技术，今年世界主要半导体厂商如intel、台积电、GlobalF、三星等公司即将跨入22nm新一代技术，但综观世界半导体业各生产公司，自130nm以下，共有6代生产工艺并存于世(图1)。预计明年22nm将成主流生产技术。
另外还有一种提法，认为微细化技术在nanDflash等的牵引下，不断采用新的手段，前进步伐还将加快，超过了itRS(国际半导体技术发展路线图)的预测，今年1Xnm技术即将成事，9nm技术也已在实验室开发成功。若依itRS路线图，2024年将进入5nm时代，届时每平方厘米尺寸的芯片上，集成的晶体管数将超过250亿个。当然，它必须经过革新原有技术，应用新的半导体材料。
总之，世界半导体业将在这新的十年里闪展腾挪，争时立新，人们必须清醒地认识到这一点，方能不失时机地择机而进。2011～2012年22nm工艺付诸量产时，现有的moS晶体管结构和材料尚可维持，可到2014～201s年15nm时代以后，就必须要开发提高产品性能的新技术了。
半导体工艺与技术篇4
【关键词】半导体企业；生产管理；技术展望
现阶段，半导体行业基本处于国外的技术垄断之下，虽然近年来在国家政策的大力扶持下，国内半导体企业顽强生长，取得了不错的发展成就，但距离打破国外技术垄断仍有一段差距。对此，国内半导体企业必须加强生产管理，同时积极开展新技术的研发工作，努力发展自主知识产权，促进本土半导体行业的健康快速发展。
1半导体企业生产的常见问题
1．1产品良率控制方面
作为高新技术行业，半导体行业的良品控制与技术先进性密切相关，但当前半导体生产的核心技术基本被国外企业所把持，而国内半导体企业的良品率一直处于较低水平。特别是在新上设备、制程转换的过程中，产品良率控制更是容易出现大的问题。例如，某半导体公司对2013年度的晶圆报废情况进行了统计，发现个别月份的晶圆报废数量特别多，通过对生产记录的进一步追溯，确定问题主要出现在三个方面:一是新设备安装后调试不当;二是产品制程转换中有个别问题未处理到位;三是设备保养出现疏忽。
1．2生产瓶颈方面
机台生产能力不足是导致企业产能瓶颈的主要原因，同时也是非常辣手的一个问题。在半导体生产中，需要对各机台的生产能力进行统筹协调，做好排产工作，但现实生产中经常受到各方面因素的干扰，使得原有的排产计划被打乱，各机台之前的生产平衡被打破，进而出现个别机台的积压现象。此外，在实际生产过程中，不同设备的保养进度可能并不一致，当个别设备需要临时保养时，就需要其他机台超负荷运作以保证产能稳定，但这样一来就很可能导致产品质量问题的增多。
1．3设备故障方面
设备故障会给企业带来巨大的经济损失，除了故障处理带来的维修费用投入外，故障多发还会导致产品交期滞后，影响企业的对外形象。同时，设备故障会使原来流畅的生产线遭到破坏，并使员工工作量大幅增加，导致员工工作积极性下降，生产管理难度增大。此外，一些关键设备的停滞还会对那些有连续生产需求的元件质量造成巨大影响，考虑到半导体行业的特殊性，这些产品的质量一旦出现问题就只能予以报废。
2半导体企业生产管理的强化
2．1质量管理体系建设
首先，企业要加强质管队伍的管理和建设，要求质管部门及人员严格依据质量监测方案的有关要求开展各项工作，深入总结半导体生产的质量控制要素，并从事前、事中、事后三个方面制定相应的质量监管计划，全面做好日常的质量监督工作。其次，加强硬件设备投入，加快技术改造进程，紧跟国家相关计量技术法规变化，不断提高硬件标准，保证企业具有足够的检测能力。与此同时，紧抓员工教育与管理，增强各级人员的质量控制意识，为企业生产管理奠定人力保障。最后，建立健全管理评审制度，对企业生产管理情况进行实事求是的评价，并提出相应的改进意见，促进企业质量管理体系的不断发展与完善。
2．2加强自主创新
自主创新既是企业自身发展的需要，也是国家战略发展的客观需求。当前我国半导体企业在技术创新方面的主体意识淡薄、资金投入不足、自有知识产权匮乏、产品利润率低下，在国际半导体市场中没有形成自己的核心竞争力。今后，国内半导体企业应加强自主创新研究，努力掌握拥有自主知识产权的核心技术，争取早日摆脱国外知识产权压迫。在这方面，可以借鉴我国知名企业华为的发展经验，华为每年在技术研发上的投入多达几十亿美金，占公司总收入的15%左右，在充足的研发经费支持下，华为每年都要申请大量专利，并且掌握了大量的核心技术，这为华为参与国际竞争提供了有力的技术和专利支撑。
2．3完善设备管理
为保证生产计划的顺利实施，需要企业加强生产设备的动态管理，提前预知并积极应对设备故障。为此，企业要实时获取设备运行的相关数据，包括pCS(统计控制系统)数据、Kpp(关键工艺参数)数据、Cpp(控制工艺参数)数据等，这些数据通常反映了设备的运行现状，如光刻机的雕刻位置与切口宽度等，通过分析这些数据就能实现对设备运行状态的持续跟踪与监控。一般情况下，上述数据都会自动保存导半导体设备的日志文件中，企业要做好相关日志文件的搜集、整理和分析工作，同时辅以相关设备状态检测理论及方法，对产品生产过程进行实时监控，确保设备始终处于最佳运行状态下。在具体的设备管理方法上，目前较常采用的方法是计划驱动管理模式，即根据设备运行状态及企业排产计划合理设定检修日期，对不同设备的维护保养进行统一协调和规划，保证生产计划顺利执行。除上述基本方法外，还有基于设备利用率的动态管理方法、基于扰动的生产准备管理方法等，在实际生产过程中，企业应灵活运用以上方法，尽可能降低设备因素对企业生产管理的影响。
3半导体企业生产新技术展望
近年来，国际半导体技术工艺不断发展，如何在控制成本的同时稳定缩小芯片尺寸成为半导体行业的竞争焦点。当前，国外半导体企业已经全面实现14nm量产，10nm量产工艺也已推出，虽然实际产能表现并不理想，但也在稳步改进之中，预计近期内即可完善。多年以来，提高光刻分辨率的渠道主要有三种:缩短曝光波长、增大镜头数值孔径na、减少K1，但随着芯片尺寸的不断缩小，传统光刻技术逐渐达到技术瓶颈，当前采用的193nm光刻技术以及多重曝光技术已不太可能有更大作为，并且在10nm水平已经表现出了良品率低的问题，今后eUV光刻成为支持芯片尺寸继续缩小的重要技术方向。此外，除了缩小尺寸，半导体行业面临的其他关键技术工艺还包括450mm硅片、tSV3D封装、FinFet结构、iii－V族作沟道材料等，以上每一项技术的新进展，都将带动半导体行业的进一步发展。
4结语
综上所述，半导体是国家重点扶持的高新技术产业之一，同时也是我国高新技术领域的一大短板。针对当前国内半导体企业生产的常见问题，应从以下方面入手:加强质量管理体系建设、加强自主创新、完善设备管理，在提高企业生产管理水平的同时，掌握更多拥有自主知识产权的核心技术，促进我国半导体行业健康持续发展。
参考文献:
［1］刘光华，戴敏洁．半导体生产的质量管理与质量控制［J］．文摘版:工程技术，2016(04)．
［2］杨立功，于晓权，李晓红，罗俊．半导体可靠性技术现状与展望［J］．微电子学，2015(03)．
半导体工艺与技术篇5
关键词：半导体可靠性设计
abstract:thereliabilityofthesemiconductorintegratedcircuitdesignisinthewholeprocessofproductdevelopment,prevention,strengthenthesystemofmanagementthoughtsastheinstruction,fromlinedesign,layoutdesign,processdesign,packagestructuredesign,evaluationtestdesign,materialselection,softwaredesign,andadoptsvariouseffectivemeasures,andstrivetoeliminateorcontrolsemiconductorintegratedcircuitunderspecifiedconditionsandwithinthetimerequired,allkindsofpossiblefailuremode,thusintheperformance,cost,time(research,productioncycle)factorsonthebasisofcomprehensivebalance,andrealizethesemiconductorintegratedcircuitproductsthereliabilityindexesprovisions.
Keywords:semiconductordesignreliability
中图分类号：o471文献标识码：a文章编号：
1.可靠性设计应遵循的基本原则
（1）必须将产品的可靠性要求转化成明确的、定量化的可靠性指标。
（2）必须将可靠性设计贯穿于产品设计的各个方面和全过程。
（3）从国情出发尽可能地采用当今国内外成熟的新技术、新结构、新工艺。
（4）设计所选用的线路、版图、封装结构，应在满足预定可靠性指标的情况下尽量简化，避免复杂结构带来的可靠性问题。
（5）可靠性设计实施过程必须与可靠性管理紧密结合。
2.可靠性设计的基本依据
（1）合同书、研制任务书或技术协议书。
（2）产品考核所遵从的技术标准。
（3）产品在全寿命周期内将遇到的应力条件（环境应力和工作应力）。
（4）产品的失效模式分布，其中主要的和关键的失效模式及其机理分析。
（5）定量化的可靠性设计指标。
（6）生产（研制）线的生产条件、工艺能力、质量保证能力。
3.设计前的准备工作
（1）将用户对产品的可靠性要求，在综合平衡可靠性、性能、费用和研制（生产）周期等因素的基础上，转化为明确的、定量化的可靠性设计指标。
（2）对国内外相似的产品进行调研，了解其生产研制水平、可靠性水平（包括产品的主要失效模式、失效机理、已采取的技术措施、已达到的质量等级和失效率等）以及该产品的技术发展方向。
(3)对现有生产（研制）线的生产水平、工艺能力、质量保证能力进行调研，可通过通用和特定的评价电路，所遵从的认证标准或统计工艺控制（SpC）技术，获得在线的定量化数据。
4.可靠性设计程序
（1）分析、确定可靠性设计指标，并对该指标的必要性和科学性等进行论证。
（2）制定可靠性设计方案。设计方案应包括对国内外同类产品（相似产品）的可靠性分析、可靠性目标与要求、基础材料选择、关键部件与关键技术分析、应控制的主要失效模式以及应采取的可靠性设计措施、可靠性设计结果的预计和可靠性评价试验设计等。
（3）可靠性设计方案论证（可与产品总体方案论证同时进行）。
（4）设计方案的实施与评估，主要包括线路、版图、工艺、封装结构、评价电路等的可靠性设计以及对设计结果的评估。
（5）样品试制及可靠性评价试验。
（6）样品制造阶段的可靠性设计评审。
（7）通过试验与失效分析来改进设计，并进行“设计－试验－分析－改进”循环，实现产品的可靠性增长，直到达到预期的可靠性指标。
（8）最终可靠性设计评审。
（9）设计定型。设计定型时，不仅产品性能应满足合同要求，可靠性指标是否满足合同要求也应作为设计定型的必要条件。
5.集成电路可靠性设计的基本内容
（1）线路可靠性设计。
线路可靠性设计是在完成功能设计的同时，着重考虑所设计的集成电路对环境的适应性和功能的稳定性。半导体集成电路的线路可靠性设计是根据电路可能存在的主要失效模式，尽可能在线路设计阶段对原功能设计的集成电路网络进行修改、补充、完善，以提高其可靠性。如半导体芯片本身对温度有一定的敏感性，而晶体管在线路达到不同位置所受的应力也各不相同，对应力的敏感程度也有所不同。因此，在进行可靠性设计时，必须对线路中的元器件进行应力强度分析和灵敏度分析（一般可通过SpiCe和有关模拟软件来完成），有针对性地调整其中心值，并对其性能参数值的容差范围进行优化设计，以保证在规定的工作环境条件下，半导体集成电路整体的输出功能参数稳定在规定的数值范围，处于正常的工作状态。
线路可靠性设计的一般原则是：1）线路设计应在满足性能要求的前提下尽量简化；2）尽量运用标准元器件，选用元器件的种类尽可能减少，使用的元器件应留有一定的余量，避免满负荷工作；3）在同样的参数指标下，尽量降低电流密度和功耗，减少电热效应的影响；4）对于可能出现的瞬态过电应力，应采取必要的保护措施。如在有关端口采用箝位二极管进行瞬态电压保护，采用串联限流电阻限制瞬态脉冲过电流值。
（2）版图可靠性设计。
版图可靠性设计是按照设计好的版图结构由平面图转化成全部芯片工艺完成后的三维图像，根据工艺流程按照不同结构的晶体管（双极型或moS型等）可能出现的主要失效模式来审查版图结构的合理性。如电迁移失效与各部位的电流密度有关，一般规定有极限值，应根据版图考察金属连线的总长度，要经过多少爬坡，预计工艺的误差范围，计算出金属涂层最薄位置的电流密度值以及出现电迁移的概率。此外，根据工作频率在超高频情况下平行线之间的影响以及对性能参数的保证程度，考虑有无出现纵向或横向寄生晶体管构成潜在通路的可能性。对于功率集成电路中发热量较大的晶体管和单元，应尽量分散安排，并尽可能远离对温度敏感的电路单元。
（3）工艺可靠性设计。
为了使版图能准确无误地转移到半导体芯片上并实现其规定的功能，工艺设计非常关键。一般可通过工艺模拟软件（如SUpRem等）来预测出工艺流程完成后实现功能的情况，在工艺生产过程中的可靠性设计主要应考虑：1）原工艺设计对工艺误差、工艺控制能力是否给予足够的考虑（裕度设计），有无监测、监控措施（利用pCm测试图形）；2）各类原材料纯度的保证程度；3）工艺环境洁净度的保证程度；4）特定的保证工艺，如钝化工艺、钝化层的保证，从材料、工艺到介质层质量（结构致密度、表面介面性质、与衬底的介面应力等）的保证。
（4）封装结构可靠性设计。
封装质量直接影响到半导体集成电路的可靠性。封装结构可靠性设计应着重考虑：1）键合的可靠性，包括键合连接线、键合焊点的牢固程度，特别是经过高温老化后性能变脆对键合拉力的影响；2）芯片在管壳底座上的粘合强度，特别是工作温度升高后，对芯片的剪切力有无影响。3）管壳密封后气密性的保证；4）封装气体质量与管壳内水汽含量，有无有害气体存在腔内；5）功率半导体集成电路管壳的散热情况；6）管壳外管脚的锈蚀及易焊性问题。
（5）可靠性评价电路设计。
为了验证可靠性设计的效果或能尽快提取对工艺生产线、工艺能力有效的工艺参数，必须通过相应的微电子测试结构和测试技术来采集。所以，评价电路的设计也应是半导体集成电路可靠性设计的主要内容。一般有以下三种评价电路：1)工艺评价用电路设计。主要针对工艺过程中误差范围的测定，一般采用方块电阻、接触电阻构成的微电子测试结构来测试线宽、膜厚、工艺误差等。2)可靠性参数提取用评估电路设计。针对双极性和CmoS电路的主要失效模式与机理，借助一些单管、电阻、电容，尽可能全面地研究出一些能评价其主要失效机理的评估电路。3)宏单元评估电路设计。针对双极型和CmoS型电路主要失效模式与机理的特点，设计一些能代表复杂电路中基本宏单元和关键单元电路的微电子测试结构，以便通过工艺流程研究其失效的规律性。
6.可靠性设计技术
可靠性设计技术分类方法很多，这里以半导体集成电路所受应力不同造成的失效模式与机理为线索来分类，将半导体集成电路可靠性设计技术分为：1）耐电应力设计技术：包括抗电迁移设计、抗闩锁效应设计、防静电放电设计和防热载流子效应设计；2）.耐环境应力设计技术：包括耐热应力、耐机械应力、耐化学应力和生物应力、耐辐射应力设计；3）稳定性设计技术：包括线路、版图和工艺方面的稳定性设计。
半导体工艺与技术篇6
关键词：《集成电路工艺》教学方法实践改革
1.引言
21世纪是科技飞速发展的世纪，集成电路制造业是一项战略性的基础产业，《集成电路工艺》是电子科学与技术专业重要的专业课，其目的是使学生学习和掌握VLSi的主要工艺技术与原理，熟悉工艺设备的特点，培养工艺设计及解决工艺问题的能力。课程具有实践性很强、理论与实践结合紧密的特点，为学生以后进行工程设计和科研工作打下良好基础。本课程的目的是使学生对微电子关键工艺及其原理有较为完整和系统的概念，并具有一定工艺设计、分析和解决工艺问题的能力。结合多年教学工作实际，我提出了几点教学改革设想［1］［2］。
2.教学内容的选取
2.1教材的选取。
本课程首选教材是《硅集成电路工艺》。该书有三个优点：一是内容全面丰富。不仅详细介绍了芯片制造中的各项关键工艺，而且介绍了支持这些工艺的设备，以及每一道工艺的质量检测和故障排除。二是工艺技术先进。该书吸收了当今最发达技术资料，如化学机械抛光、浅槽隔离等工艺，因此本教材是一本很全面、很先进和可读性非常强的专业书籍。
2.2教学内容的选取。
本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程32学时，而教材内容章节很多，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如教材中的4―6章主要介绍半导体制造中的空穴及缺陷等内容，要舍弃，可供学生课后自己阅读。另一方面，查阅相关资料，对教材内容做必要的补充。由于教材侧重技术介绍，在工艺原理方面涉及甚少，作为电子科学技术专业的本科生，有必要掌握关键工艺的物理基础和原理，因此任课老师需要广泛查阅相关资料，对教材内容做必要的、有益的补充。如离子注入掺杂工艺，选用的教材仅作为一节简单介绍，其基础和原理更是少之又少，必须找出相应详细的介绍。再者，氧化过程中杂质的再分布对器件特性影响是不容忽视的，工艺过程需要考虑，也需要做相应补充，《集成电路工艺基础》中这部分内容有较大价值［3］。
3.丰富多彩的教学方式
3.1多媒体教学，事半功倍。
多媒体教学方式如今已广泛使用，在本课程教学中使用多媒体教学符合教学内容特点的要求，因为有大量的工艺流程和工艺实施后的硅片剖面图，只有通过多媒体才能使学生有直观、清楚的认识。教材中提供了大量结构剖面图和设备图，如果完全靠老师板书，教学内容和效果将不易理解，而采用多媒体教学则能达到事半功倍的效果。
3.2教学互动，让学生走上讲台。
教学互动非常重要。学生对动态和前沿比较感兴趣，易激发其求知欲，抓住学生这一特点，可以给学生布置几个与集成电路工艺动态和前沿相关的题目，让学生课后查阅、整理资料，写成专题小论文，还可开设专题小论坛，每一专题请一位有兴趣的同学制作课件在课堂上给大家讲解。这种方式将课堂时间和空间进行延伸，使学生由课堂被动听讲变为课后主动学习、消化。这样一方面能培养学生通过网络学习工艺知识的习惯，并在不断查阅资料中积累、丰富了专业知识。另一方面能锻炼学生走上讲台“准教师”的思维能力和语言表达能力。
3.3加强实验教学，理论用于实践。
在教学过程中，要坚持理论和实践相结合的原则。建议开设最基本的半导体平面工艺实验，如氧化、扩散、离子注入、光刻沉积。实验要求每组学生用抛光硅片，通过氧化、光刻、等工序制备晶体管，是一个典型的综合性、研究型实验。通过实验教学，学生既能培养动手能力，又能掌握科学的分析问题的方法，加深对半导体平面工艺技术和原理的理解，激发学习兴趣。本课程在大学三年级下学期开设。
3.4将专家学者请进高校课堂。
我们充分利用与国内外高等院校和科研单位进行研究合作与学术交流的同时，在专业课授课过程中，还邀请有一定知名度的专家学者来我校作专题学术报告。由于他们长期从事某一领域的科学研究，十分熟悉该领域的最新发展趋势，因此可以系统地将这些信息传递给学生。这样做不仅大大扩充了学生的知识面，提高了他们的思维能力，而且进一步激发了他们的专业课学习热情和强烈的进取心。近五年来，我们先后邀请包括中科院半导体等单位多名专家为我校的客座教授或兼职教授，分别做了关于微电子方面的多场专题学术报告，均受到了广大教师与学生的一致好评。
4.结语
《集成电路工艺》是电子科学与技术专业本科生的一门重要的专业课程，本课程的目的是使学生掌握集成电路制造工艺和基本原理。学生专业知识和能力的获取，一方面是通过将理论应用于实验来验证和强化，另一方面通过理论课学习获得。通过开发多媒体教学软件，精心选择优秀教材、及时更新教学内容、开设综合性实验、布置设计性作业、安排专题报告、改革考核方式等环节，提高课程教学质量，培养具有创新能力、满足21世纪所需的专业技术人才。
参考文献：
［1］王阳元，关旭东，马俊如.集成电路工艺基础［m］.北京：高等教育出版社，1991.
半导体工艺与技术篇7
敢为人先，立志科研报国
1961年，徐秋霞考入浙江大学物理专业。大三的时候，国家发展半导体事业急需人才，他们全班随之转入了半导体专业，从此她与半导体结下了不解之缘。当时国家在半导体科技领域还处于落后阶段，徐秋霞立志科研报国，决心要为祖国的半导体事业努力奋斗。半导体是新兴学科，凭着年轻人的意气风发以及对新生事物的浓厚兴趣，她勤奋学习，成绩一直名列前茅。五年的大学生活赋予了她扎实的专业功底，而浙大的“求是”校风更培养了她严谨的科学态度和对工作的高度责任感。
1965年教学改革试点，浙大的毕业设计由常规的半年延长至一年，还未走出校门徐秋霞就被老师带到上海元件五厂参与新产品的研发，先后参加了砷化红外发光器件和al栅moS器件的试制工作。从那时起，她就开始踏上了半导体器件的研究之路。1967年毕业分配工作，她志愿到祖国最艰苦的地方去锻炼成长，后被分配到东北长春半导体厂。
时隔几十年，徐教授对当年去长春半导体厂报到时的情景还记忆犹新。盼望尽快投入工作的她，还没到规定的报到时间，就提前踏上了北上的列车。她背着沉重的行李在厚厚的雪地里艰难步行了3个多小时才到长春半导体厂，路上滑倒了好几次。当时长春的生活条件很艰苦，她每月粮食定量仅有2斤大米，其余都是粗粮，对于她这个土生土长的南方人确实是一种考验。但年轻人的干劲是不会因为条件的艰苦而泄气的，她在那里一干就是10年，期间与爱人两地分居8年。作为厂里新产品试制线负责人，有一次接受一项重要紧急任务，她带领团队连续奋战了8天8夜，她没回宿舍睡过觉。新产品试制成功了，她的嗓子却哑得发不出声音了。女儿生病时，她一个人又要上班，又要照顾孩子，她坚持做到了都不误。1977年冬天，女儿得了急性黄胆性肝炎，为了不影响厂里要超额完成生产任务的计划，她白天背着孩子去医院打针，晚上自己上夜班。大雪天等不到公交车，她在雪地里艰难地步行背着孩子去医院打针。一个月后女儿病好了，她瘦了8斤。在长春期间，她先后为厂里开辟建立了两条晶体管生产线，为稳定生产和提高成品率竭尽全力，作出了突出贡献，产品获得良好的经济效益，她也被评为长春市先进工作者。
1977年末，因为工作需要徐秋霞和爱人一起调到北京，爱人进入了中科院应用数学所工作，家安顿在人民大学附近，因为住家离物理所不远，同时考虑到她曾读过物理专业，领导就将她分配到了中科院物理所工作。但她不想放弃自己热爱的半导体事业，执意要求去离家很远的中科院半导体所工作（当时半导体所旧址还在美术馆附近，坐公交车顺利的话也要1个半小时）。为此，在此后的数年内，她付出了加倍的艰辛。特别是她爱人出国期间，她每天5点多钟起床，乘公交车先把女儿送到中关村幼儿园（老师还没上班，只好把女儿放在幼儿园的厨房里），再倒两次车，赶到半导体所上班，数年来无论刮风下雪从未迟到过。虽然辛苦，但她从来不叫苦，在集成电路的科研攻关中，她得到的是收获与快乐。
创新攻关，助力强国之梦
1978年，我国迎来了科学技术发展的春天，邓小平同志在全国科学大会上提出了“科学是第一生产力”的科学论断，使我国科技事业进入了一个蓬勃发展的新时期。半导体所承担了大规模集成电路4KDRam的研制及其提高成品率的研究任务，主帅正是王守武所长。她作为技术骨干和工艺负责人参与了这一研究工作，并受益于王守武所长和吴德馨主任等名师的言传身教，王守武先生的教诲至今还铭刻在她的心里。有一次王守武先生曾语重心长地对她说，对一个科学工作者来说，要做好两件事：一是要扎实地打好理论基础，二是要勤于思考，提出问题，大胆探索，在积累中创新，解决问题要有锲而不舍的精神。老一辈科学家的谆谆教诲指引着她在科研的道路上勇往直前。1983年，她作为访问学者前往西德佛朗霍夫固体技术研究所工作。在西德的1年半时间里，她不仅开阔了视野，也感到中国人并不比外国人缺少什么，增长了自信和志气，进一步坚定了要为祖国半导体事业赶超发达国家而奋斗的决心。
归国后第二年，徐秋霞担任了中科院七・五院重大项目负责人，开始带领团队开展工作，承担了“1-1.5微米新工艺和新器件结构探索性研究”。她提出并首次在国内探索成功一套栅长0.6微米polycide和ti自对准硅化物LDDmoS工艺技术，并超指标研制成功性能优良的栅长0.6微米ti自对准硅化物LDDmoS器件及31级环振电路，达到国内领先水平和当时国际先进水平，徐秋霞因此被评为中科院七・五重大科研任务先进工作者。
八・五期间，在“0.8微米全套工艺预研”的国家攻关任务中，徐秋霞作为核心骨干承担了关键技术研究和集成电路芯片，并首次在国内自主研发成功用于0.8微米VLSi的双层金属布线技术。包括三层结构SoG平坦化、通孔低阻欧姆接触及互连金属层的四层复合结构的设计和实现，并成功应用于0.8微米CmoS电路研制。该项目获1996年中科院科技进步一等奖和1997年国家科技进步二等奖，她排序均为第六。1996年徐秋霞又再次作为中国科学院高级访问学者派往美国著名伯克莱大学电子工程系与国际著名学者ChenmingHu教授合作开展研究工作。基于硅化反应的成核原理分析，她提出并实现了一种采用Sb预非晶化在窄多晶硅栅及有源区上形成低阻薄ti-硅化物的方法，可应用于亚0.2微米技术中。她的勤奋和出色的研究工作得到了教授们的赞赏，到期快要回国时，ChenmingHu教授盛情邀请她留下来做研究工作，但她婉言谢绝了，因为她知道国家九・五攻关任务正需要她。放弃了美国先进的科研条件和优厚的待遇，徐秋霞如期回到国内，开始国家九・五项目的攻关。
在九・五期间，徐秋霞作为专题负责人承担了国家重点攻关专题“0.1微米级CmoS器件结构及性能研究”。当时国际上还没有几个国家能做0.1微米CmoS器件。她首次在国内提出并实现了70纳米CmoS器件新结构设计，采用创新工艺技术研制成功了栅长70纳米CmoS器件和100纳米57级环振电路。鉴定委员会一致认为：各项特性指标和环振速度达到国际上同类研究工作的先进水平，是我国一项重大的科研成果。期间，她7篇，其中“高性能70纳米CmoS器件”获中国科协第一届优秀学术论文奖。该专题成果与她负责研究的另一项国家重点攻关专题0.18微米关键技术研究同获2002年北京市科学技术二等奖，她排序第二。国家九・五攻关任务完成后，ChenmingHu教授再次向她发出邀请，但是国家十・五973任务又下来了，作为973课题负责人，她只能又一次选择了放弃去美国伯克莱大学深造的梦想。
在十・五期间，她作为国家重大基础研究973课题负责人承担了“亚50纳米器件的关键工艺技术基础研究和器件制备”。当时亚50纳米CmoS技术是国际前沿研究，尚处于百家争鸣的知识创新和产权竞争中。面临一系列挑战很强的技术壁垒，如极严重的短沟道效应、驱动能力下降、硼穿透和高场效应、栅隧穿漏电流激增和串联电阻过大等。为应对上述严峻挑战，她在器件设计和关键技术方面自主创新，超指标出色地完成了亚30纳米器件关键技术研究。她以第一发明人获国家发明专利授权10项。她用自主发明专利，研发成功8项新颖的、具有实用价值的工艺模块。2003年1月在国内首次研制成功了性能优良的栅长27纳米CmoS器件和32分频器电路（其中嵌入了201级环形振荡器）。该课题研究成果通过了由李志坚院士、吴德馨院士和王占国院士等组成的专家委员会的鉴定，专家们一致认为：“中科院微电子所在国内首次完成了亚30纳米CmoS器件及关键工艺技术研究；研制完成的栅长27纳米CmoS器件在指标方面已与国际同类先进研究成果具有同步性；采用的关键工艺技术具有新颖性，是拥有自主知识产权的创新成果。”该成果是我国iC技术领域一项先导性重大突破。该项成果获2004年北京市科学技术奖一等奖，并获2005年国家技术发明奖二等奖。她排序均为第一。
在十・五期间，徐秋霞同时作为负责人还圆满完成了3项国家自然科学基金项目（关于新结构和新工艺）和863课题“0.09微米集成电路大生产工艺与可制造性技术研究”中的子课题研究，在体硅多栅新器件结构等方面取得多项创新成果，是率先在国际上最早提出并实现把FinFets做在体硅上的人之一。上述课题共获发明专利授权6项，发表国内外一流期刊论文16篇，国际会议论文6篇。其中863课题获2007年教育部科技一等奖和2008年国家科技进步二等奖。她排序均为第六。
在十一・五期间，她作为国家重大专项“22纳米关键工艺技术先导研究”项目中的课题“工艺整合与集成技术研究”的首席科学家和973课题负责人，努力自主创新，在她与她的团队共同努力下，针对22纳米及以下器件结构和新技术展开了深入研究，攻克了一个个难关，取得了以下新的突破性成果：
1.她发展了一种在极微量o2混合气氛中，生长分子尺度超薄界面Sio2层的方法，并与射频磁控反应溅射高K介质相结合，制备成功多种优质高K栅介质膜。7篇，授权专利4项。特别是首次获得eot为0.62纳米的HfLaon栅介质膜，将它与tan金属栅结合，得到nmoS有效功函数降低到4.06eV，并有高的热稳定性，漏电流比常规多晶硅/Sio2栅结构小5个数量级，优于国际同期报道。
2.她考虑到Ga-o的偶极矩比al-o大，首次在金属栅/高K结构中采用Ga代替al的掺入，使pmoS有效功函数达到5.18eV，并得到eot为0.57纳米的优良结果。解决了目前普遍存在的高K/金属栅pmoS阈值电压易偏高的问题，并克服了引入al-o偶极子导致eot增大的缺点。3篇，授权发明专利6项，其中美国授权2项。
3.由于金属栅/高KCmoS器件制造需要双金属栅甚至还要结合双高K栅介质的集成，因此常规工艺流程非常复杂。为了简化工艺，她首次提出了一种新型的CmoS替代栅（后栅）工艺技术，只选用单一金属栅和单一高K栅介质，采用离子注入将离子掺杂到金属栅内，通过热退火将掺杂离子驱进到金属栅与高K栅介质的界面附近形成堆积或者通过界面反应生成偶极子，获得硅双带边有效功函数。并且应用此项技术，研制成功了性能优良的栅长25纳米金属栅/高KCmoS器件，特别是研制成功了性能优良的栅长25纳米金属栅/高KCmoS32分频器电路，其中嵌入了57级CmoS环形振荡器，其每级延迟为12.3ps。论文3篇，授权专利8项，其中美国授权4项。由于此项技术大大简化了工艺，降低了制造成本，已引起了产业界同行的高度关注。
4.她自主制定了高K/金属栅器件制备技术路线和实施方案，设计并探索成功高K/金属栅器件制备的先栅和后栅两套制备工艺流程，在突破上述关键技术的基础上，在国内首次研制成功最小栅长为25～30纳米先栅和后栅n/pmoS器件和CmoS器件，性能优良。12篇，授权专利17项，其中美国授权8项。
5.面向14纳米及以下技术代新器件结构研究：首先，她作为发明人之一提出了一种体硅纳米线环栅moS器件新结构，带领团队研制成功纳米线直径为6纳米的环栅n/pmoS器件，ion为2.6e3/2.9e3μa/μm（VD=VGVt=1.0V），开关态电流比达5e8/1e9，SS67/64mV/dec，DiBL6mV/V，性能优于同期国际报道水平。授权专利5项，其中美国授权2项。其次，她带领团队采用一种Soi超薄体结合肖特基源/漏和FinFet三位一体的新器件结构，研制成功相应纳米尺度新器件，性能为同期报道水平。4篇。
总之，近20多年来，在从亚微米、超深亚微米直到纳米CmoS关键技术研究的过程中，她先后取得了系统的创新成果，其中多项成果成为代表我国iC工艺研究水平的标志性成果，为我国iC制造技术的进步和创新做出了突出贡献。
无私奉献，在不懈的努力中砥砺前行
成功从来不是轻易得到的。从长春半导体厂一线摸爬滚打，到中科院的前沿研究，一个5年又一个5年，一个攻关接着一个攻关，锻炼了徐秋霞的坚强意志和吃苦耐劳的能力，只要是在工作，她就永远不会感觉疲劳，并且乐在其中。数十年如一日，她几乎每天要在超净实验室里工作十来个小时，任务紧急时，甚至通宵达旦。即使在节假日，她也是绝大多数时间在办公室工作。在实验中，从总体技术路线的确定，到单项实验、技术集成直至最后的流片方案，她事必亲躬，力求做到万无一失，以提高科研效率，节约科研成本。可以说，徐秋霞的多项前沿研究成果，都是利用有限的设备条件和有限的研究经费下做出来的。
2005年除夕夜，夜已深了，徐教授穿着捂得严严实实的净化服，还在实验室里忙碌。如此夜以继日的工作已经进行了一个多月，由于实验所用的工艺线要在2006年3月底以前升级改造，徐秋霞和她的课题团队必须在截止日期之前完成主要的实验任务。如果按照朝八晚五的作息时间，干上半年也完不成这项任务。于是，他们决定采取超常规的工作方式，加班加点赶超进度，早上7点半进实验室，工作到凌晨成了家常便饭，有时候一天吃一顿饭――从早上一直工作到下午三四点，出去吃个囫囵饭回来继续工作到第二天早上一两点。如果实验不顺利，就有可能忙个通宵。临近春节了，工作也不能停下来，有位博士学生自告奋勇地留在研究所，为了和父亲团圆就把父亲从山东老家接来了北京。除夕夜，徐秋霞本打算请他们父子俩一起到家里吃顿年夜饭，由于实验一开始进行就无法停顿下来，在实验室里他们一直忙到晚上10点，连年夜饭也没有顾得上吃。徐秋霞心里对学生的父亲感到愧疚，但这位父亲却真诚地说：“把儿子交给您，我很放心。”这位父亲的理解和信任及她团队成员的努力给了她莫大的安慰和支持。
2013年年初，徐教授不慎摔了一跤伤势比较重，医院诊断为脊椎压缩性骨折。所里上下都非常关心，找了最好的专家为她治疗，手术很成功，医生要求她必须休养3个月，经过复查没问题后才能上班。无奈之下，她只好每天用电子邮件与团队成员沟通讨论，制定实验方案，分析实验数据。但她心里还是惦记着工作，手术后一个半月，不顾家人和领导及同事的劝说，她就身穿铁背心坚持上班了，这样在办公室工作还可以应付，可进实验室弯不了腰，穿净化服都有困难，看着徐教授伤未好就进实验室工作，同事们都非常感动，热心地帮她穿上净化服，搬凳子让她坐，走动时过来搀护，生怕她再次摔倒。同事们的关心和爱护给了她很大的温暖，也给了她努力康复的精神力量。她坚持每天做康复训练，3个月后，终于脱去铁背心，又快乐地奋战在科研第一线。徐教授已过年过70，但走进实验室后仍精神百倍，和年轻人一样充满活力。有一位博士生曾对她说：“徐老师，您来得比我们早，走得比我们晚，我们年轻人都感到很有压力呢。”
教书育人，培育高新科技人才
半导体工艺与技术篇8
（丹佛斯天津有限公司，天津301700）
摘要：半工艺无取向电工钢板减少一次退火，可对国家节能减排起到极大的促进作用。现对半工艺无取向硅钢板在压缩机电机行业的应用情况进行汇总分析。
关键词：密闭型压缩机；电机；半工艺无取向硅钢板；铁损；退火
0引言
在压缩机电机制造过程中，铁芯的制造耗能尤其严重，在钢厂和电机厂会分别进行一次退火，严重浪费资源。国外很早就研究出只需一次退火的半工艺无取向硅钢来应对。近年来国家大力倡导节能减排，再加上能源价格上涨，国内半工艺无取向硅钢的应用也开始迅速普及。本文就对半工艺无取向硅钢在密闭型压缩机电机上的应用现状做一个简单的汇总。
1全工艺钢与半工艺钢介绍
1.1工艺流程对比
无取向电工钢板是绝大多数电机中（无铁芯电机等少数特种电机除外）必不可少的材料，此材料生产过程中一般需要完全退火处理。经该工艺处理的无取向电工钢板称为全工艺无取向电工钢板，简称全工艺钢（图1）。
退火工艺耗能巨大，因此为了节能，可以将此工艺改为不完全退火。与完全退火工艺相比，此工艺步骤将节能95%以上。经此工艺处理的无取向电工钢板称为半工艺无取向电工钢板，简称半工艺钢（图2）。
在电机的制造过程中，如果采用全工艺钢，对钢板的退火就有两次，其中钢板一次，铁芯冲片一次。如果采用半工艺钢，几乎相当于减少了一次热处理，节能非常巨大。另外，半工艺钢在涂覆材料上也有节约。
1.2成本估算
下面来计算一下节能所产生的效益，首先从电机厂的二次热处理开始。
二次热处理费用：以商用空调中用量最大的20Hp电机为例，电机定转子铁芯净重20kg，连续退火炉500kw，每小时产量1t，每台电机需要耗电10kw·h，花费电费10元。
一次热处理费用：每台电机需要原材料钢板30kg，按照钢厂热效率高一倍的前提计算，单台至少需要7.5元，每吨合计差额约250元。这还不包括巨大的设备投资、辅助材料的成本（例如保护气体）、人力成本和不良产品的损失，甚至也没有包括节约钢板涂覆材料产生的收益。
仅以2013年家用空调行业5000万套计算，单台平均消耗钢板10kg，总需求量在50万t的水平上，节省1亿元以上。由此可见，节能效益非常巨大。如果再将家用冰箱以及商用制冷全都计算在内，效益将更加可观。这还只是粗略计算了制冷行业，如果将其他大量使用硅钢板的行业也计算在内，比如洗衣机、吸尘器等等白色家电行业，其效益将还会有成倍的增长。
2技术特性对比
2.1电磁特性对比
硅钢板最主要的两个技术参数就是铁损和磁感，而这两个参数都受到硅钢板微观金相组织结构的影响。电机厂冲片退火前后金相对比图片以及铁损和磁感对照表如表1所示。
通过上述实验数据可以看出，半工艺钢铁损更小，磁感只有小幅度的降低，总体性能更佳。
半工艺钢的性能为什么会更好呢？原因是：退火对半工艺产品不仅仅起着消除应力的作用，更主要的是使原来低温不完全退火产生的细小晶粒均匀长大，从而提高产品磁性性能。
当然，电机厂由于规模比钢厂小得多，且各电机厂之间差异也很大，热处理能力良莠不齐。如果电机厂热处理能力较差，退火后半工艺钢的性能有可能达不到其理论设计值。这就需要对电机厂的热处理进行更科学和更严格的控制。
2.2机械特性对比
半工艺钢虽然提高了产品性能，但其他特性却有所下降。比如半工艺钢较全工艺刚的材料硬度有较大提升，提高了加工难度，对冲压设备的要求提高。从硬度上看，半工艺钢比全工艺钢高10%～20%左右，这要求冲压设备的吨位相应提高10%～20%，这是半工艺钢最大的缺点。
2.3其他特性对比
上文中已提到半工艺钢除了少一次退火外，钢板表面的涂敷材料也相应减少或删除了，这对其防锈性能会产生很大的影响，当然也会更进一步降低成本。但从这个特性上看，半工艺钢不适合长期储存，只适宜应用在用量较大的领域，而压缩机电机行业等家电行业恰好满足这一应用要求。
3半工艺钢牌号
3.1我国半工艺钢牌号
我国GB/t17951.2—2002（2014版尚未实施）《半工艺冷轧无取向电工钢带（片）》参考了ieC60404-8-2和ieC60404-8-3标准，另外还参考了欧洲标准。其规定了各种半工艺钢牌号的磁性值，并给出了生产该牌号的参考热处理温度。部分半工艺钢的磁特性值和参考热处理温度如表2所示。
结合GB/t17951.2—2002与表1可以看出，在同等厚度、铁损的条件下，半工艺钢牌号的最小磁感值比全工艺钢高出约0.2t，常规密度比全工艺钢牌号低约0.05kg/dm3，即Si+al的含量比全工艺钢偏低一些。
国内半工艺钢生产厂都在国标基础上制定了相应的厂标准，如BZJ/481（宝钢）《半工艺冷轧无取向电工钢带》，Q/wG（LZ）19（武钢）《半工艺型冷轧无取向电工钢带》，部分标准规定的牌号性能如表3所示。
3.2国外半工艺钢牌号
aStma683m—1999标准中对0.0185in.（0.47mm）和0.025in.（0.64mm）两个厚度的半工艺钢牌号规定了Si+al的近似含量、其他元素的最大含量、最大铁损、峰值磁导率、励磁功率等。表4为美国半工艺钢部分牌号性能。
日本住友金属、JFe日本钢管和川崎制铁的0.5mm厚半
工艺产品在750℃×2h、100%n2中消除应力退火SRa中获得的低硅高效铁芯材料铁损很低，最好的已达到高牌号的无取向电工钢的性能水平，但磁感B50均在1.70t以上，较好地解决了铁损和磁感这对参量相互矛盾的问题。
4行业发展现况
4.1国外应用现况
发达国家由于基础工业能力较强，冲压设备等制造装备能力优于我国，对材料的加工性能要求较低，因此早已大面积推广半工艺钢。美国甚至从20世纪60年代就已经用半工艺钢来代替绝大多数硅含量在2%以下的全工艺钢板。日本的各个钢铁公司也早已将半工艺钢广泛应用于制造高效铁芯材料。目前，我国从国外进口的电机铁芯基本上都是半工艺钢制品。
4.2国内应用现况
我国各个钢厂在2000年以后都相应开发了自己的半工艺钢，此技术已经渐渐被业内所普遍接受，一些大的制造商比如海尔、科龙、博西华、恩布拉科等等，在2006年就已经开始小批量使用。但大多数技术相对落后的制造商还没能成功切换。
整体来看，我国基础工业还是相对薄弱，目前尚未进行半工艺钢的全面切换，只是在硬件条件较好的厂家使用。随着老设备的淘汰，新设备的投入，半工艺钢会逐步替换全工艺钢。
5结语
从各个角度看，半工艺钢都是未来的发展趋势，我们应加快这方面的研究和应用，从而挽回一些技术竞争方面的劣势。
［
参考文献］
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半导体工艺与技术篇9
中职学校的艺术设计教学的目标是培养适合从事艺术设计相关工作的人才。随着市场经济不断发展，科学技术的突飞猛进和设计行业的异军突起，企业对人才要求也不断提高，而中职学校也应调整课程内容来适应人才市场的需要。目前，大部分中职学校的艺术设计学生要找到与所学专业相关的工作不太容易，其所学内容已经落后于社会发展所要求的。因此，要分析中职学校艺术设计教学的现状，从中找出问题。20世纪80年代，中职学校就已经开设了艺术设计专业，但大部分专业都是以服装设计或美术设计为主。而随着艺术设计日趋发展，中职学校也相应出现了一些新兴的艺术设计专业，但只是刚刚起步。中职学校艺术设计专业普遍为三年制，两年半在校学习，半年为实习期。艺术设计专业的课程内容相对较为全面，设置了语、数、外等文化课程，但这些课程所占比重相对较高，而中职学校要突出培养学生的技能，文化课程占据了半年多时间，相对来说不太合理。艺术技术专业课程中基础绘画课程所占比重相对过大，而两年半的学习期间，绘画课程占了大量课时，而设计理论课程相对较少，使得学生虽然有较好的绘画基础，但设计上却差强人意。同时，艺术设计课程虽然教学内容丰富，专业性和技能性比较强。但教师在向学生讲授课程时，教学方法过于传统，仍以课堂讲授为主。
二、中职学校艺术设计教学的现存问题
随着艺术思想的全球化，艺术设计教育的发展对文化、艺术、科技的发展都起到积极推动作用。虽然，我国中职学校艺术设计教育有所发展，但其发展及改革步伐相对滞后，难以满足社会对艺术设计教育的需求程度。中职学校艺术教育起步较晚，教育教学理念尚不成熟，教学内容多从美术教育借鉴而来。
（一）艺术设计教学观念和体制相对落后
中职学校艺术设计专业起步较晚，其还带有浓厚的美术教学色彩，大部分学校仍采用传统的美术教学授课形式，教学内容带有浓厚的绘画色彩，没能从根本上改变教学理念。目前，大部分中职学校仍按照传统的办学模式，对专业教育发展只注重学术研究，而忽视了实践操作，职业教育特色不突出，不了解社会对人才的需求，艺术设计课程设置不合理，教学方法与实际相脱离。中职学校的艺术设计教学不注重学培养学生的实践能力，学生所掌握的理论和实践技能在工作岗位上用处不大。
（二）艺术设计教学模式相对滞后
中职学校多采用“2.5+0.5”的培养模式，两年半在校内学习，半年进行岗位实习。传统的教学模式侧重于培养学生的专业技能，教师在课堂上向学生讲授软件使用技巧知识，或要求学生对设计作品进行临摹，使得学生在相对封闭的环境下进行学习，没有经历过生产一线的实际锻炼，缺乏设计能力。艺术设计教学模式中缺乏课程之间的联系、学生反馈的过程，导致学生获取的知识是支离破碎的，学生缺乏创造性的思维。中职学校艺术技术课程设置和内容单一化，其沿用了传统学科体系，包括理论课程和实践课程，但其课程由于没有科学的整合、重理论轻实践，导致教学内容与实践相脱离，没能充分发挥培养高技能人才的合力作用。
（三）艺术设计教学内容相对陈旧
当今艺术设计的全球化和快速发展，新技术的不断涌现，但中职学校对新技术敏感度不高，教学内容相对陈旧，滞后于社会对设计人才的需要。中职学校向学生所讲授的软件技能和信息大部分是滞后于工作中所运用的，学生进入工作岗位之后，要重新进行学习。大部分设计公司中的学生很难马上胜任设计师的岗位，需要至少两三个月的培训。由此可见，中职学校所讲授的教学内容与社会需求存在着严重脱轨的现象，人才培养与就业之间产生了距离。
（四）艺术技术教学方式相对传统
中职学校的艺术设计教学方式是以依据教材知识对学生进行讲授，学生获取知识的来源仅仅局限于课堂之上。艺术设计教学方式缺乏与学生的交流和沟通，以灌输式为主，主要目的是传输给学生知识，而忽视培养学生的设计能力。同时，艺术设计教学手段落后，教师不能充分运用先进的科技手段，使得学生对学习没有积极性，不能更加透彻领会课程内容。因此，这种落后的教学手段导致了学生无法具有综合的业务能力，在今后的工作岗位上发挥出水平。当前，中职学校的课程开展仍以讲授为主，教师在教学过程中始终处于主导地位，仅是简单地演示案例作品的设计制作过程，不会将真实的项目引入课堂教学之中，或让学生到企业之中进行真正体验。这种教学方式使得学生几乎一直处于被动的学习状态之中，课堂氛围不活跃，教学效果不好，学生逐渐对艺术设计失去了兴趣。同时，传统的教学方式不利于培养学生的创新能力，学生在学习过程中处于被动状态，其思维被固有的规则所限定，缺乏创新能力。艺术设计教学缺乏具有职业工种情境的教学内容，学生在学校所学到的知识在企业中难以运用，更为确切地讲，是教与学构成的教学体系中出现了问题。
三、构建有效的艺术设计教学体系的具体建议
随着社会经济和文化的发展，艺术设计也不断进步。知识经济时代的来临，社会会高素质设计人才需求量将增加，同时对艺术设计教学提出了更多的挑战，中职学校培养设计人才的任务更加繁重。因此，中职学校要立足当代教育与设计实践，用发展的眼光来看待艺术设计教学，构建合理、科学的艺术设计教学体系，优化、完善与之相适应的艺术设计人才培养模式。因此，为了能够培养出更多新型艺术设计人才，要将艺术设计教育确立的价值观和伦理观融入艺术设计教学整个过程中。
（一）中职学校要树立“新、短、快”的设计教学理念
中职学校艺术设计教学要以“新、短、快”为教学核心理念。职业教育是建立在普通教育基础上的，以社会分工形成的职业需求为价值取向而进行教育。职业教育是以提高学生素质为根本，以培养学生创新精神和实践能力为目标。同时，职业教育是为了培养符合市场需求的人才，培养具有综合能力的，并能够在生产、服务和技术第一线工作的新型人才。因此，中职学校要依据艺术设计专业教学的现状，更新设计教学的理念，为适应社会发展和教育领域的变化及竞争做好准备。中职学校要树立“新、短、快”的教学理念，新是指艺术设计课程要尽量与人才市场当前需要相匹配，所学内容要针对学生就业理论和专业技能来开展；短是指依据艺术设计专业更新的频率要快，其学习时间要比普通高校艺术设计类专业时间要短；快是指课程时间设置应采取“滚动式”的灵活教学模式，以某一职业岗位为基础，将教学内容定向到具体岗位，以岗位需要的理论知识来安排需要讲授的教学内容及学习的深浅度。同时，中职学校要依据市场和行业特点，适应人才市场及经济发展的需求，兼顾艺术设计基础知识和专业技能，完善艺术设计教学体系，培养适应社会工作岗位的艺术设计专门型人才。比如，学校与一些企业相互联系，为企业开设符合其需求的课程，培养艺术设计的人才。
（二）中职学校要采取先进的教学方法
中职学校要完善艺术设计教学体系，就应采取科学的、先进的、合理的教学方法，能够使学生充分掌握各方面知识和技能。中职学校艺术设计专业要运用理论实践一体化、教学实践服务一体化的模式，培养新型的技能人才。理论实践一体化是指教师组织学生在实训中心，双方一起利用边教、边学和边实践的方式来完成教学内容。教师借助实训中心先进的设备和多媒体手段，将理论教学和实践教学融为一体，突出教学内容的实用性和综合性。同时，实训中心所创设的环境，有利于对学生进行能力与素质的同步培养。教学实践服务一体化是指教学方式及内容要贴近社会实际情况、贴近人才市场的需求，不断提高学生的设计能力，并逐步实现以产促教、以教兴产的局面，不断激发学生的学习兴趣，为今后步入社会增强了适应能力。在艺术设计教学过程中，教师要采用多样化的教学方式，运用案例教学模式来提高学生解决问题的能力。比如，教师指导学生对具体代表性的典型案例来进行有针对性的分析，并作出自我评价。这种教学模式能够锻炼学生的思维能力，激发学习兴趣，提升了学生分析能力。还比如，教师可以提供一个设计题目，然后展示出一些风格不同的设计作品，让学生自己对作品的优劣加以分析，并能够得到启发，进而设计出自己的作品。教师还要在艺术设计课堂上多运用多媒体技术和信息网络教育技术，改变教学模式，提高课堂效果。中职学校要充分利用多媒体技术和计算机网络技术作为媒介，改变教学方式，提升教学质量。在教学过程中，仅依靠传统的讲授课方式难以完成教学任务，而通过多媒体辅助教学，能够将声音、图像、文字融为一体；通过计算机网络辅助教学，能够将自由问答、双向交流、远距离传输融为一体，使得教学方法更加灵活多样，教学手段更加先进，教学内容跟加丰富，教学效果更加明显。因此，艺术设计其本质是将大量视觉信息和创新的思维融于作品之中，进行艺术设计教学就要运用先进的教学方式来展现其内容与艺术魅力。
（三）中职学校要顺应市场的需求
半导体工艺与技术篇10
关键词：感应加热；技术；应用
中图分类号：tG15文献标识码：a
1概述
科学技术的进步带动了电力电子技术和电力半导体器件的开发和发展，使得感应加热装置以全新的面貌出现在人们的面前，这种变化的突出的表现为：质量轻、体积小、性能优越、功能强、低碳经济、节能环保。笔者结合自己多年的感应装置的实践经验和理论研究，简要的介绍感应加热技术的原理、应用以及发展，以促进我国的感应加热技术的发展。
2感应加热技术的原理
众所周知，创立“现代感应加热”的概念的先贤是大科学家法拉第，它产生的依据是初级线圈中电流的变化，在相近的闭合次级的线圈中根据电流的感应而提出来的。在金属工件的加热的过程中，应该在需要加热的工件外面加上一层感应线圈，当某一频率的交流电通过金属外面的缠绕的感应线圈时，就能够自动的产生一种频率交变磁通，而在交变磁通的作用下，金属工件会产生一种感应电势，之后会产生一定的感应电流，再通过电流的对金属的生热效应，最终达到对工件进行加热的目的。
3感应加热技术的应用
3.1穿透感应加热。可以采用较低的频率对金属进行加热。通常不变换频率的工频感应加热应用较广，而中频感应加热同样具有广泛的用途。穿透加热方便实现锻造、成形加工、退火和感应熔炼。加热装置具有尺寸小，启动迅速，干净和效率高等优点，而且加热工艺往往很适合用于自动化生产方式。我公司近年通过技术攻关，成功地实现中频感应加热对尺寸为φ20×430mm钢管的热处理，极大地提升了产品力学性能和生产的自动化程度。
3.2表面感应加热技术。这种技术很容易地在不影响材料其他部分的情况只把零件的某一局部区域加热到高温，既可以节省能量又可以局部淬火。由于感应淬火的生产周期短，可把自动化或半自动化的装置结合起来排列到连续生产线中。感应淬火工艺一旦制定下来，对每个工件都能精确再现同一的工艺条件，从而得到高质量的产品。
3.3感应熔炼技术。它具有熔炼速度快，减少熔炼金属过程由于氧化而产生的损失等特点，还可以用于特殊工艺，如真空熔炼。采用真空和感应加热技术既能够避免燃烧给工件带来的氧化和脱碳，又能够用来生产那些不能用其他方法生产的合金。在钕铁硼熔炼行业，真空和感应加热技术已经发展到比较成熟的阶段。
3.4感应加热技术在节能降耗中的应用。感应加热技术应用了新能源替代了污染大、能耗高的燃料。由于感应加热技术具有升温快，加热效率高的特点，克服了效率低、成本高、加热速度慢等电炉的缺点，因此节能降耗显著。我公司对φ20×430mm管料的调质处理，改造前使用二台60kw箱式炉加热，每炉升温和保温时间合计4小时20分钟。改造后采用一台中频感应加热电源，并配置自动进出料淬火系统。每10秒节拍进出一根料，在生产中无需预热，直接升温到工艺规定的温度。节约了原先每班3小时升温电能，同时工效从原先每班300件提高到2500件，节约了工件加热保温电能，节能效果明显。
4感应加热的设备
伴随着电子技术的不断地改进，感应加热设备也相应的得到了快速的发展。新型的元件材料也陆续的研制出现，比如：SCR晶闸管、GtR大功率晶体管、新型电力半导体器件等，其应用技术特别是感应加热设备中的应用技术的发展令人瞩目，其成绩令人欢欣鼓舞。半导体的感应式的加热设备的横空出世，迅速的起到了极大的作用，使得传统的加热设备的弊端与不足迅速的被克服。与新型的电力半导体式感应设备相比，电子管式感应设备和发电机组已经暴露出其不足的地方，故而电力半导体式感应设备得到积极的推广和应用。电力半导体式感应加热设备的优点和长处是显而易见的，其优点主要表现在以下几方面：（1）质量轻、体积很小、安装方便、持久耐用。（2）方便、不需要预热、随用随开、启停方便。（3）工作频率能够随着负载性的变化而变化。（4）控制性能优良，自动化操作易于实现，使用便捷。（5）低碳、耗能小、生态环保、效率高、冷却水的流量小。
通常感应加热的频率可分为四个部分：即低频（50Hz～1KHz）、中频（1KHz～20KHz）、超音频（20KHz～40KHz）、高频（40KHz～200KHz）。同时，对于感应加热的用途的不同，比如透热、淬火、焊接、熔炼等的计算和确定功率和频率的方法也是不相同的，要根据具体的情况来定，不能一概而论。
5感应加热技术的发展
感应加热技术自本世纪初投入应用以来，因为感应加热技术所具有的效率高、能量消耗很小、加热的速度特别快、加热区域非常容易控制、没有环境的污染、很容易达到加热过程自动化等等一系列优越性能和特点，因而在很短的几年间得到了很快的发展和应用，从无到有，从小到大，感应加热技术的应用领域不断地扩大。
应用感应加热技术，可通过中间发热媒体的媒介的传递作用，具有意想不到的功能，能够对非金属材料进行热加工。比如：用于热固性塑料加工中的压模、注模和挤压等加热工艺。同时，感应加热还具有其他的功能，可以广泛的应用于半导体的生产加工工艺上面，或者半导体的区域提纯、掺杂和单晶生长。现阶段，感应加热已经渗透到我们生活的许多的领域中，在我们不知不觉中影响着我们的生活，比如电磁炉和微波炉的生产都离不开感应加热技术，这些生活用品对我们现阶段的生活的影响就不言而喻了。总的来说，感应加热技术的发展，离不开感应加热理论和加热设备的支撑，从一定程度来讲，感应加热设备的发展所起到的作用更加的实际和显而易见。
结语
感应加热技术在我国已经得到了充分的发展和应用，特别是在汽车领域内，感应加热技术更加是发挥了不一般的作用，在汽车零部件的热处理加工中，感应加热处理的零部件已占全部热处理零件重量的60%以上。所以为了更好的能够在更多领域来应用这一技术，我们还必须对感应加热技术进行深入的研究和探讨。近年来，国内外许多科研人员正致力于进一步完善感应加热理论、开拓感应加热技术的应用领域。
参考文献
[1]黄泽雄.高光泽热塑性复合材料制件的加工-利用感应加热模具生产塑件新技术[J].国外塑料，2006.