半导体行业之半导体工业（九）

在之前众多技术的量变积累之上，终于触发质变效应，仙童半导体公司引入了平面化技术，将之前的这些点技术集合到了一起。有了上述技术，就有可能在晶圆制造过程中和之后形成(扩散)和保护(二氧化硅)结。此外，氧化物掩膜的发展允许两个结通过晶圆片的顶部表面直接加工芯片。具体的来说，就是将元器件都集成在一个平面内。正是这个简化的过程为薄膜布线的发展奠定了基础。

贝尔实验室设想在高纯度的石墨层中，利用沉积在晶圆片的顶部的半导体材料制造晶体管。这像技术被称为外延层技术。这一发现使得加工生产更高速度的器件成为可能，并为双极电路中元件的紧密封装提供了一种方案。

20世纪50年代确实是半导体发展的黄金时代。在这极短的时间里，大多数基本的工艺和材料都被发现并且得到了全面的验证。这十年以实验室加工水平开始，首先用锗生产少量粗糙的器件，并以第一个集成电路的诞生和硅材料作为未来半导体基础材料而结束。

20世纪60年代是该行业开始发展成为一个复杂行业的十年，新产品需要新的制造工艺、新材料和新的生产设备。

20世纪50年代确立的芯片价格逐渐递减的趋势也是一个行业驱动因素。随着在硅谷、波士顿周围的128号公路和德克萨斯州的逐渐形成了非常多的产业集群，技术得以传播。

到20世纪60年代，晶圆厂的数量已经显著增长，工艺已经接近通用水平，这些因素都极大的吸引了半导体专业供应商们。在公司方面，20世纪50年代的许多半导体领域的关键人物都成立了新公司。罗伯特·诺伊斯离开仙童，与安德鲁·格罗夫和戈登·摩尔一起创立了英特尔，查尔斯·斯波克也离开仙童，成为半导体行业的主要参与者。

Signetics成为第一家专门从事集成电路制造的公司。新设备设计通常是初创公司的推动力。然而，始终存在的成本递增规律带来了严峻的挑战，它将老牌公司和新公司都赶出了市场。

1963年硅器件塑料封装的发展加速了价格的下降。同年，RCA宣布开发绝缘场效应晶体管(IFET)，为MOS行业铺平了道路。RCA还开创了第一个互补MOS (CMOS)电路。在20世纪70年代初，该行业主要在微芯片水平上制造集成电路。由于掩模引起的缺陷和接触对准器对晶圆造成的损坏，向有利可图的高产量LSI器件的工艺升级在某种程度上受到了阻碍。

Perkin和Elmer公司开发了第一种实用的投影对准器，解决了掩模和对准器缺陷问题。人们在这十年中也见证了洁净室的大规模建设和操作的改进，离子注入机的引入，以及用于高质量掩膜生成的电子束机也逐渐普及，并且掩膜步进器也开始大量出现在在用于晶圆成像的晶圆区。

从操作员控制到自动控制的过程增加了晶圆生产量和均匀性。20世纪80年代的重点是晶圆制造和封装的所有阶段的自动化，以及从晶圆厂区域去除了操作员，进一步提升了工业化程度。自动化提高了制造效率，最大限度地减少了加工错误，并使晶圆制造区域污染减少。上世纪90年代末，300毫米晶圆问世，进一步推动了对自动化晶圆厂的需求。

审核编辑：刘清