半导体工艺与技术精选(九篇)

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第1篇：半导体工艺与技术范文

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。

第2篇：半导体工艺与技术范文

关键词：集成电路工艺原理；教学内容；教学方法

作者简介：汤乃云（1976-），女，江苏盐城人，上海电力学院电子科学与技术系，副教授。（上海?200090）

基金项目：本文系上海自然科学基金（B10ZR1412400）、上海市科技创新行动计划地方院校能力建设项目（10110502200）资助的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0046-01

微电子产业的快速发展急需大量的高质量集成电路人才。优秀的集成电路设计工程师需要具备一定工艺基础，集成电路工艺设计和操作人员更需要熟悉工艺原理及技术，以便获得性能优越、良率高的集成电路芯片。因此“集成电路工艺原理”是微电子专业、电子科学与技术专业和其他相关专业一门重要的专业课程，其主要内容是介绍VLSI制造的主要工艺方法与原理，培养学生掌握半导体关键工艺方法及其原理，熟悉集成电路芯片制作的工艺流程，并具有一定工艺设计及分析、解决工艺问题的能力。课程的实践性、技术性很强，需要大量的实践课程作为补充。但是超大规模集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内仅有几所大学拥有供科研、教学用的集成电路工艺线或工艺试验线，很多高校开设的实验课程仅为最基本的半导体平面工艺实验，仅可以实现氧化、扩散、光刻和淀积等单步工艺，而部分学校仅能开设工艺原理理论课程。所以，如何在理论教学的模式下，理论联系实践、提高教学质量，通过课程建设和教学改革，改善集成电路工艺原理课程的教学效果是必要的。如何利用多种可能的方法开展工艺实验的教学、加强对本专业学生科学实验能力和实际工作能力以及专业素质的培养、提高微电子工艺课程的教学质量，是教师所面临的紧迫问题。

一、循序渐进，有增有减，科学安排教学内容

1.选择优秀教材

集成电路的复杂性一直以指数增长的速度不断增加，同时国内的集成电路工艺技术与发达国家和地区差距较大，故首先考虑选用引进的优秀国外教材。本课程首选教材是国外电子与通信教材系列中美国James D.Plummer著的《硅超大规模集成电路工艺技术—理论、实践与模型》中文翻译本。这本教材的内容丰富、全面介绍了集成电路制造过程中的各工艺步骤；同时技术先进，该书包含了集成电路工艺中一些前沿技术，如用于亚0.125μm工艺的最新技术、浅槽隔离以及双大马士革等工艺。另外，该书与其他硅集成电路工艺技术的教科书相比，具有显著的两个优点：其一是在书中第一章就介绍了一个完整的工艺过程。在教学过程中，一开始就对整个芯片的全部制造过程进行全面的介绍，有且与学生正确建立有关后续章节中将要讨论的各个不同的特定工艺步骤之间的相互联系；其二是贯穿全书的从实际工艺中提取的“活性”成分及工艺设计模拟实例。这些模拟实例有助于清楚地显示如氧化层的生长过程、掺杂剂的浓度分布情况或薄膜淀积的厚度等工艺参数随着时间推进的发展变化，有助于学生真正认识和理解各种不同工艺步骤之间极其复杂的相互作用和影响。同时通过对这些模拟工具的学习和使用，有助于理论联系实际，提高实践教学效果。因而本教材是一本全面、先进和可读性强的专业书籍。

2.科学安排教学内容

如前所述，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。本课程仅32学时，而教材分11章，共602页，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，如第1章的半导体器件，如PN二极管、双极型晶体管等知识已经在前续基础课程“半导体物理2”和“半导体器件3”中详细介绍，所以在课堂上不进行讲授。另一方面，合理安排教材内容的讲授次序。教材在讲授晶片清洗后即进入光刻内容，考虑工艺流程的顺序进行教学更有利于学生理解，没有按照教条的章节顺序，教学内容改变为按照清洗、氧化、扩散、离子注入、光刻、薄膜淀积、刻蚀、后端工艺、工艺集成等顺序进行。

另一方面，关注集成电路工艺的最新进展，及时将目前先进、主流的工艺技术融入课程教学中，如在课堂教学中介绍INTEL公司即将投产的采用了22nm工艺的代号为“Ivy Bridge”的处理器等。同时，积极邀请企业工程师或专家开展专题报告，将课程教学和行业工艺技术紧密结合，提高学生的积极性及主动性，提高教学效果。

3.引导自主学习

半导体产业正飞速发展，需要随时跟踪集成电路制造工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战，给学生布置若干集成电路工艺发展前沿与技术动态相关的专题，让学生自行查阅、整理资料，每一专题选派同学在课堂上给大家讲解。例如，在第一章讲解集成电路工艺发展历史时，要求同学前往国际半导体产业规划网站，阅读最新年份的国际半导体技术发展路线图，完成如最小特征指标、工作电压等相关技术指数的整理并作图说明发展趋势等。这样一方面激发了学生的求知欲，另一方面培养学生自我学习提高专业知识的能力。

二、丰富教学手段，进行多样化、形象化教学

第3篇：半导体工艺与技术范文

【关键词】LED；OLED；发光原理；工艺

LED与OLED是当今发光与显示领域最热门的技术与材料，就本质来说，两者都是半导体发光器件，LED采用了无机材料，而OLED采用的是有机材料。这就造成了他们在制造工艺和发光技术上的差别，因此也造成其面向的显示领域的巨大不同。但相同的的是，他们在能效、功耗、数字化、模块化等方面较传统显示（CRT LCD PDP）的巨大优势以及在制造工艺与成本等方面面临的问题。

1.LED与OLED发光原理

LED，即发光二极管（Light Emitting Diode），是一种有镓、砷与磷的化合物制成的二极管，其核心是由P型半导体和N型半导体晶片，在P型、N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合形成激子时，就会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转化为光能。这种龙注入式电致发光原理制成的二极管，就叫做发光二极管，也就是俗称的LED，当他处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就会发出紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关，光的颜色与构成材料有关。通常，磷砷化二镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

OLED，即有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode），又称有机电激光显示。OLED的基本结构是有一薄而透明的具有半导体特性的铟锡氧化物，与正极相连，再加上另一个金属阴极。整个结构层中包含：空穴传输层、发光层、电子传输层。在电厂的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当而正在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子产生可见光。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红绿蓝光，按照三基色原理形成基本色彩。

2.LED与OLED的差异

S虽然厚实发光半导体，但是LED与OLED的构成上存在区别，主要区别在于：

1）OLED中的激子与LED的不同，LED通过注入的电子与空穴形成激子而发光，发光色取决于组成半导体的能带间隙；OLED通过注入的电子与空穴形成激子，激子衰减而发光，发光色取决于有机分子的荧光光谱。

2）构成LED的有机膜不论分子大小还是聚合物，一般都是无定形薄膜，（有机物采用热蒸发，蒸发的分子在室温基板上以过冷状态形成薄膜），而且是带隙很大的绝缘膜，而无机LED则是有序的参杂半导体单晶体。

3）在OLED中的载流子传输过程也与LED不同，在有机分子间的电荷移动靠的是分子离化，例如空穴在分子中的传输过程实际上是中性分子和带正电荷的分子间的反复氧化和还原的过程。而无机半导体中电荷传输靠的是带传导。

3.LED与OLED显示技术比较

LED结构稳定，发光器件为单像素封装，通常是在基板上生长一层层的半导体薄层，切割成数千管芯，再将管芯镶嵌在反射碗上形成单个像素单元。与目前制作工艺制作出来的管芯尺寸皆超过200μm，对于许多现实起来说确实太大了，而RGB真彩色显示需要3颗限速点组合在一起，所以难以制作成高分辨率的屏幕，目前使用的LED显示屏幕实点距躲在10mm以上，部分产品可以做到1-2mm。但是因其结构稳固，模块化，能效高，因此很容易扩展，是的大型屏幕甚至是超大型屏幕（100m2以上）的实现变得容易，因为，超大屏幕的观看距离都在几十米，甚至上千米。此外，由于LED所有发光器件都进行完全的封装，和环境无接触，故而使用寿命都比较长，并且在相当长的时间里性能几乎没有变化。但是OLED采用的是夹心结构，由多层金属盒分子化合物层叠而成，类似于印刷电路板，因此很容易做成高分辨率甚至是超高分辨率的屏幕，如果使用柔性材料，开可以制成各种形状甚至是可折叠屏幕。但由于无法像LED一样在每个发光器件上制作反射杯，因此OLED的光损耗较LED大，亮度和色彩也叫LED差。此外OLED发光过程中不断的化合反应，使其发光强度随着时间而降低，使用寿命也要短得多。

另外一个影响的重要因素就是成本因素，从材料上来看，LED对于光色的控制需要改变的能带间隙，对于半导体材料工艺的要求比较高，而OLED只需要改变有机分子荧光光谱，可以通过化学方法修正。从制作工艺复杂成都看，LED的单晶生长工艺要比OLED复杂得多，特别是影响LED全彩显示的蓝色LED，有机比无机更易于实现，而蓝色OLED由于他的寿命问题，脱了OLED显示技术的后腿。还有就是OLED成品率极低，12年的时候只能做到32，造成了成本的急剧上升，而LED成品率很高，从而造成了OLED的成本比LED高得多，最终限制了产业化的进行。

4.LED与OLED显示技术的前景

综上所述，由于LED能效（可换算成单位面积发光强度和耗电比值），寿命方面的有点，以及像素单元机构方面的特点，使其在超大显示面积屏幕上有着先天的优势，其模块化（市面上常见的是16×16和32×32等LED单元板）设计使大屏显示结构变得非常简单，目前世界上大型单色、双色、全彩色显示屏，基本上都是LED，超大显示屏甚至可以做到几十千米的可视距离。但是LED的成本随着像素间距下降而成平方级增长。间距下降30%，像素数量增加100%，而通常是在基板上生长一层层的半导体薄膜，切割成数千管芯，再将管芯镶嵌在各应用产品中。以目前的制作工艺制作出来的管芯尺寸皆超过200μm，对于许多室内用的显示屏幕来说太大了，因此目前的LED技术并不合适。

OLED在能效和光色方面不如LED，而且寿命也短，但是成本较低，最主要的是像素很高，适合做高清显示屏，其主要对手是TFT-LCD。TFT-LCD需要背光源，OLED本身就是发光材料，因此在能耗和亮度方面OLED有压倒性优势，但是依然需要解决的是成本问题，OLED成本比TFT-LCD高出不止一倍，使得其主要的应用只能在智能手机和高端笔记本的显示屏上，但是随着技术的成熟，成品率提高，蓝光OLED得等到解决，OLED必然如LCD取代CRT和一样取代LCD。

5.总结

无论是LED还是OLED，目前都还存在适用局限性的问题。OLED技术已经渐趋成熟，随着生产工艺改进，有望在近几年逐步取代LCD。总体性能上无机LED还是更加有优势，但是在成本和工艺上存在问题，无法小型化。2009年，美国成功制成50μm的无机LED芯片方块，虽然目前技术还不成熟，同时，还是只能做出红光显示器，但是，随着他们进一步的研究，实用化的微型无机LED芯片早晚会成为下一代显示技术的发展方向。

参考文献

[1]沈培宏.OLED发光及显示技术.光电技术，2005年第1期

第4篇：半导体工艺与技术范文

关键词 应用型人才 集成电路工艺基础 实验教学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.047

The Research of Experimental Teaching on "Integrated Circuit

Process Foundation" in Independent College

WEN Yi， HU Yunfeng

（University of Electronic Science and Technology of China， Zhongshan Institute， Zhongshan， Guangdong 528402）

Abstract Combining electronic science and technology applied talents training model in independence colleges， the experimental teaching was discussed on the "integrated circuit process foundation" course. The course was composed of simulation multimedia teaching system， basic semiconductor planar process experiment， process simulation software and school-enterprise cooperation. With the author's teaching practice， the enthusiasm of students was trying to effectively mobilized， and the development of students' learning ability and practical ability to train qualified electronic information applied talents was promoted.

Key words applied talents; integrated circuit process foundation; experimental teaching

0 引言

微电子技术和产业在国民经济中具有举足轻重的地位。高校的电子科学与技术专业以培养微电子学领域的高层次工程技术人才为目标，学生毕业后能从事电子器件、集成电路和集成系统的设计和制造，以及相关的新技术、新产品、新工艺的研制与开发等方面工作。

“集成电路工艺基础”是电子科学与技术专业的一门核心课程，讲授半导体器件和集成电路制造的单项工艺基本原理和整体工艺流程。本课程是电子科学与技术专业课程体系中的重要环节，也是学生知识结构的必要组成部分。通过本课程的学习，学生应该具备一定工艺分析、设计以及解决工艺问题的能力。

集成电路工艺实验作为“集成电路工艺基础”课程的课内实验，是电子科学与技术专业的专业课教学的重要组成部分，具有实践性很强、实践和理论结合紧密的特点。加强工艺实验教学对于培养高质量的集成电路专业人才十分必要。但是集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，限制了工艺实验教学在高校的开展。国内仅少数重点大学能够承受巨大的运营费用，拥有简化的集成电路工艺线或工艺试验线供科研、教学使用。而大多数学校只能依靠到研究所或Foundry厂进行参观式的实习来解决工艺实验问题，这对于学生实践能力的培养是远远不够的。

我院电子科学与技术专业成立于2003年，现每届招收本科生约120人，多年内为珠三角地区培养了大量专业人才。随着集成电路技术日新月异的发展，对从业人员的要求也不断升级，所以工艺实验教学也必须与时俱进。作为独立学院，如何结合自身实际地进行工艺实验室建设、采用多种方法手段开展工艺实验的教学，提高集成电路工艺课程的教学质量，是我们所面临的紧迫问题。本文以“集成电路工艺基础”实验教学实践为研究对象，针对独立学院学生理论基础较为薄弱，动手热情比较高的特点，就该课程教学内容和教学方式进行了探讨。

1 “集成电路工艺基础”的实验教学

“集成电路工艺基础”具有涉及知识面广，教学内容信息量大，综合性强，理论与实践结合紧密的特点，课程教学难度相对较大。同时独立学院相应配套的实验教学设备较为缺乏。为了提高学生对该课程的兴趣，取得更好的实验教学效果，让学生能将理论应用于实践，具有较强的集成电路生产实践和设计开发能力，笔者从如下几方面对实验教学进行了尝试。

1.1 工艺模拟多媒体教学系统

运用传统的教学方法，很难让学生理解抽象的器件结构和工艺流程并产生兴趣。我院购置了清华大学微电子所的集成电路工艺多媒体教学系统，帮助学生对集成电路工艺流程有一个全面生动的认识。该系统提供扩散、氧化和离子注入三项工艺设备的操作模拟，充分利用多媒体技术，将声光电等多种素材进行合理的处理，做到图文声像并茂，力争使抽象的知识形象化，获得直观、丰富、生动的教学效果。该系统涉及大量的集成电路制造实际场景与特殊细节，能较全面地展示Foundry厂的集成电路生产环境和工艺流程。内容丰富、身临其境的工艺模拟能大大提高学生的学习兴趣，帮助学生理解理论知识。

此外，在工艺课程的课堂教学过程中，尝试利用学生自学讨论作为辅助的形式。针对某些章节，老师课前提出问题，安排学生分组准备，自习上网收集最新的与集成电路工艺实验相关的资料，整理中、英文文献，制作内容生动的PPT在课堂上演示并展开讨论，最后归纳总结。这样既培养了学生利用网络进行自学和小组合作作学习的习惯，提高网上查找、整理资料的能力，也为老师的多媒体课件制作提供了素材，丰富了老师的教学内容。

1.2 基础的半导体平面工艺实验

学院一直非常重视电子科学与技术专业的建设问题，在实验室配置方面的资金投入力度比较大。在学院领导的大力支持下，近年来实验室购置了一批集成电路工艺实验设备和仪器，如光刻机、涂胶机、氧化反应室、磁控溅射设备、半导体特性测试系统和扫描电子显微镜等，为集成电路工艺实验教学的开展打下了良好的物质基础 。

在集成电路专业教学中，工艺实验是非常重要的环节;让学生进行实际操作，对于培养应用型人才也是非常必要的。通过调研考察兄弟院校的工艺实验开展情况，结合我院的实际情况和条件，确定了我院电子科学与技术专业的基础半导体平面工艺实验项目，如氧化（硅片热氧化实验）、扩散（硅片掺杂实验）、光刻（硅片上选择刻蚀窗口的实验）、淀积（PVD、CVD薄膜制备的实验）等。

这些设备和仪器，除了用于工艺课程实验教学外，平时还开放给本科生毕业设计、学生创新项目及研究生科研等。通过实际动手操作，使学生能将所学理论知识运用到实际中，既培养了学生的实际操作能力，又引导学生在实践中掌握分析问题、解决问题的科学方法，加深了对集成电路工艺技术和原理的理解。

1.3 工艺仿真软件

现代集成电路的发展离不开计算机技术的支持，所以要重视计算机仿真在课程中的作用。TCAD（Technology Computer Aided Design）产品是研究、设计与开发半导体器件和工艺所必需的先进工具。它可以准确地模拟研究所和Foundry厂里的集成电路工艺流程，对由该工艺流程制作出的半导体器件的性能进行仿真，也能设计与仿真太阳能电池、纳米器件等新型器件。

利用美国SILVACO公司的TCAD产品，笔者为工艺课程开设了课内仿真实验，实验项目包括薄膜电阻、二极管、NMOS等基本器件的设计和工艺流程仿真。通过ATHENA和ATLAS软件教学，指导学生仿真设计基本的半导体器件，模拟工艺流程，从而巩固所学理论知识，使学生将工艺和以前学过的半导体器件的内容融合起来。学生在计算机上通过软件进行仿真实验，既可以深入研究仿真的工艺流程细节，又可以弥补由于设备条件的制约带来的某些实验项目暂时无法开出的不足。

1.4 校企合作

培养应用型人才还必须结合校企合作。珠三角地区是微电子产业的聚集地，企业众多，行业发展前景好。加强校企联系，可以做到合作共赢，共同发展。通过组织学生到半导体生产测试企业参观实习，如深圳方正微电子、珠海南科、中山木林森LED等，让学生亲身体验半导体企业的生产过程，感受集成电路工厂的生产环境，了解本行业国内外发展的概况，从而弥补课堂教学的不足，激发学生学习热情，引导学生毕业后从事相关工作。目前，学院与这些半导体生产测试企业建立了良好的合作关系，每届毕业生都有进入上述企业工作的。他们在工作岗位上表现良好，获得用人单位的好评，既为企业输送了合格人才，也为往后学生的职业规划树立了榜样，拓展了学生的就业渠道。

2 结束语

经过笔者几年来的实践，在“集成电路工艺基础”课程的实验教学中，对教学内容和教学方式进行了改进，形式多样，互为补充，内容全面、新颖，注重学生实践技能的培养，对提高学生整体素质起到了积极作用，实现了教学质量的提高。当然，“集成电路工艺基础”课程的实验教学还有很大的改进空间，我们还需要在实践中不断地改革与探索，将其逐步趋于完善，使其在培养独立学院应用型人才的过程中发挥巨大的作用。

参考文献

[1] 王红航，张华斌，罗仁泽.“微电子工艺基础”教学的应用能力培养[J].电气电子教学学报，2009.31（2）.

[2] 王蔚，田丽，付强.微电子工艺课/实验/生产实习的整合研究[J].中国现代教育装备，2012.23.

[3] 梁齐，杨明武，刘声雷.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学，2008.1.

第5篇：半导体工艺与技术范文

与无机晶体管相比，有机薄膜晶体管具有下述主要优点:有机薄膜的成膜技术更多、更新，如Langmuir－Blodgett（LB）技术、分子自组装技术、真空蒸镀、喷墨打印等，从而使制作工艺简单、多样、成本低；器件的尺寸能做得更小，集成度更高，分子尺度的减小和集成度的提高意味着操作功率的减小以及运算速度的提高；以有机聚合物制成的晶体管，其电性能可通过对有机分子结构进行适当的修饰而得到满意的结果；有机物易于获得，有机场效应管的制作工艺也更为简单，它并不要求严格的控制气氛条件和苛刻的纯度要求，因而能有效地降低器件的成本；全部由有机材料制备的所谓“全有机”的晶体管呈现出非常好的柔韧性，而且质量轻，携带方便。有研究表明，对器件进行适度的扭曲或弯曲，器件的电特性并没有显著的改变。良好的柔韧性进一步拓宽了有机晶体管的使用范围。

OTFT的研究历程

OTFT迁移率和开关电流比是其两个重要的参数:晶体管的迁移率越大，实际运作速度越快;开关电流比越大，所驱动的器件的对比度越好。

1980年年初，人们将有机半导体聚噻吩引入晶体管中，开创了有机薄膜晶体管的研究。但令人遗憾的是当时器件的迁移率只有1×10-5 cm2/V•s，工作频率只有1 Hz左右，开关电流比102～103。在近20年的研究过程中，为提高器件的载流子迁移率、工作频率和降低驱动电压，人们在寻找新的有机材料、改进器件结构和制备工艺等方面进行了大量的工作。

1997年，人们利用并五苯作为有机材料采用层积法制作的有机薄膜场晶体管的迁移率达到了0.7 cm2/V•s，开关电流比为1×108，这足以和无定形硅薄膜晶体管（迁移率0.5 cm2/V•s，开关电流比为1×108）相媲美。2000年，Bell实验室的J.H.Schon等人利用并四苯单晶作有源层，利用双场效应制成有机电注入激光器，在室温下器件的载流子迁移率达到2 cm2/V•s，低温下可达到1×103～1×105 cm2/V•s，开辟了新的有机器件的研究领域。2001年，贝尔实验室的科学家利用高纯的并五苯单晶使载流子迁移率达到3.2 cm2/V•s，开关电流比达到1×109，工作频率达到700 kHz～11 MHz。

聚合物材料中，六噻吩是目前发现的迁移率最高的有机材料，利用做有机半导体制作的OTFT中，电子和空穴的迁移率分别达到0.7 cm2/V•s和1.1 cm2/V•s。1994年，利用打印法制备了全聚合物的OTFT，得到的晶体管载流子迁移率达到0.06 cm2/V•s，为OTFT的廉价和大面积制备打下了基础。最近，剑桥大学和爱普生公司利用喷墨打印法，采用由于亲水性和疏水性而产生自组织化特性的聚合物P3HT制成晶体管，器件的电极都为高分子材料，沟道长度达5～10 mm，载流子迁移率达到0.02～0.1 cm2/V•s，开关电流比达到1×105，工作频率达到250 Hz。这使得有机薄膜场效应晶体管的低成本、批量生产成为可能。目前，器件的载流子迁移率可达到1 cm2/V•s，开关电流比达到1×107。

OTFT的制作工艺

从制作方式来区分，OTFT有真空沉淀和溶液处理两种方式。

真空沉淀技术一般用于有机小分子材料，经常使用的方法有两种：一种是热蒸镀；另一种是气相沉淀。其中，热蒸镀是将有机材料置于坩锅中，加热至材料的升华温度，使得材料在基板上沉淀。利用真空蒸镀制备有机器件是目前最广泛使用的工艺。有机材料的纯度对于晶体的生长有相当大的影响，为了提高纯度，可以使用热梯度法。

而气相沉淀与热蒸镀最大的差别在于利用惰性气体为媒介气体，将有机蒸汽带到基板上。并且基板摆放也与热蒸镀相反，基板位于腔体下方，有机蒸汽经过蒸汽喷头由下而上至基板。

溶液处理方式可用于聚合物和可溶解的有机小分子，包括旋转涂布和喷墨打印等方法。旋转喷涂是将有机材料溶于有机溶剂，均匀地涂在基板上，经过高速旋转形成有机薄膜。溶液的浓度和旋转的速度影响有机薄膜的厚度和均匀性。印刷技术包括屏幕打印、喷墨打印和接触打印等方法。国际上，已有多个实验室用印刷技术制备有机薄膜晶体管，其中研制印刷用试剂是关键，各种有机半导体或绝缘体都可按某种花样图案，一层一层地印制在柔性衬底上，最后成为一个完整有机薄膜晶体管。目前，研究集中在打印技术方面，其线宽可小于1 μm。其中喷墨打印法就是像打印机打字一样将有机打印到衬底材料上。用喷墨打印头制备的有机晶体管阵列的级延迟小于40 μs，虽无法和硅器件相比，但已经取得了很大进展。这项技术的发展为大规模、大尺寸产品生产提供了工艺方法。

OTFT的材料

OTFT最关键的技术之一是有机半导体材料。有机薄膜晶体管对所用的有机半导体材料有着特殊的要求：高迁移率、低本征电导率。高迁移率是为了保证器件的开关速度，低本征电导率是为了尽可能地降低器件的漏电流，从而提高器件的开关比，增加器件的可靠性。

按照材料传输载流子电荷的不同，可分为N型半导体材料和P型半导体材料。N型半导体是指载流子电荷为负，即载流子为电子；P型半导体是指载流子电荷为正，即载流子为空穴。

目前用于有机薄膜晶体管的N型材料主要以富勒烯（C60）为代表。它的电荷迁移率远高于其他N型材料，利用这种材料制备的有机薄膜晶体管的迁移率可以达到0.1 cm2/V•s，开关电流比超过105。其他材料有C70、 四羧酸类材料等，但性能并不理想。同时由于这类N型半导体材料对空气和水比较敏感，所以制备的器件的性能不稳定。

多数有机材料都是P型半导体，包括金属配合物、寡聚材料、聚合物。酞菁类化合物是制备OTFT最早使用的材料，也是常用材料之一。通过取代中间的金属，可以得到各种配位化合物，所制备的器件的迁移率在10-4～10-2 cm2/V•s的范围内。寡聚噻吩是寡聚材料的代表，在OTFT的研究中被大量使用，它可以通过调整分子的结构和长度来控制载流子的传输，也可以通过修饰分子以改善分子的连接形式。曾被使用过的材料有并四苯、并五苯、并六苯、红荧烯和蒽等，其中并五苯所制作的器件的特性是现阶段最优秀的，迁移率超过2 cm2/V•s，开关电流比达到108。聚合物也是较早使用在OTFT中的材料，包括聚吡咯、聚噻吩、聚苯酚、聚2,5噻吩乙炔等。第一个OTFT所用的半导体材料也是高分子半导体材料，但当时的载流子迁移率只有10-5 cm2/V•s。在人们的不断改进下，聚合物器件性能不断提高，目前利用聚合物半导体材料制备的OTFT的载流子迁移率达到了0.1 cm2/V•s。

除有机半导体材料外，绝缘层材料和电极也对OTFT的性能有重大影响。

由于半导体材料一般沉淀到绝缘层上，因此绝缘层表面的性质对半导体材料成膜的形貌和载流子传输都有重要的影响。按照材料的元素不同，可分为无机绝缘材料和有机绝缘材料。无机材料包括SiO2、SiNx、Al2O3等。与无机材料相比，有机绝缘材料具有工艺简单、成本低廉、可制作在柔性基板上等优点，包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚酰亚胺（PI）、聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯基苯酚（PVP）等。对绝缘层表面进行加工和修饰也可以提高器件的性能。

选择金属电极材料的基本原则是电极可以与有机半导体形成很好的能级匹配。对于p型有机半导体材料，要求电极的功函数与材料的HOMO能级之间的势垒较小；而对于n型材料，要求电极的功函数与材料的LOMO能级之间的势垒较小，以减少因势垒存在而导致器件性能下降，提高载流子的注入效率。常用电极材料有金属的铝、金、铂、铬、ITO、石墨等。

OTFT的发展方向

OTFT的研究已经广泛地进行，但目前仍然存在许多缺点和问题：现有的关于半导体能带理论是建立在无机材料的基础上，对OTFT中一些现象无法给出合理的解释。有机薄膜晶体管的开关速度不稳，在晶体管的内部可能发生摆动，从而使各种信息滞后。大多数有机材料的迁移率都很低，与无机多晶和单晶材料的迁移率相比要小得多，因而其导电性并不尽如人意。有机半导体材料大多数为p形材料，n型材料较少，类型过于单一，这也限制了有机晶体管的进一步发展。外界环境如水、氧以及光和温度等，都对OTFT器件的稳定性有重大的影响，导致器件性能的衰减。

第6篇：半导体工艺与技术范文

凸版印刷采用透明非结晶氧化物半导体,试制出了将制造工艺控制在低温状态的涂布型薄膜晶体管“Thin Film Transistor(TFT)”,并成功地驱动了电泳方式的可弯曲显示器(E-ink电子纸)。

该显示器通过印刷法涂布氧化物半导体层,其它层采用与普通TFT相同的制造工艺形成。凸版印刷与德国材料厂商赢创工业(Evonik Industries AG)共同改进了透明非结晶氧化物半导体材料,并将TFT制造工艺中的最高温度降至比原来低100℃之多的较低温度(270℃)。由此,可以将TFT的基材由玻璃改为具有柔软性的树脂(耐热薄膜)来实现柔性显示器。另外,通过在制造工艺中使用涂布方式,与原来的真空成膜法相比在简化生产设备、提高生产效率等降低制造成本方面已有眉目。

显示器相关专业调查公司韩国Displaybank表示,由于以美国为首的电子书阅读器的普及,预计电子纸市场将在2017年达到接近6,000亿日元的规模。电子纸要求具有轻量性和柔软性,此次新开发的产品可在塑料基材上制造TFT,容易满足这些要求。氧化物半导体的使用自2004年11月东京工业大学教授细野秀雄领导的研究小组开发出α- InGaZnO TFT以来备受关注,由于拥有高迁移率、稳定性、低工艺温度、可大面积均匀成膜以及可形成透明涂布等原来硅类半导体和有机半导体所没有的特性,许多企业都在积极进行研发和试制工作。

试制的显示器的参数如下,尺寸为对角2英寸(像素数为80×60),TFT基材为玻璃,半导体材料为透明非结晶氧化物半导体。特性方面,TFT迁移率超过0.5cm2/Vs,ON/OFF比超过105(与普通的非晶硅TFT相同)。

彩色电子纸开发不断升温,实现动态影像显示的同时更像“纸”

可显示色彩的电子纸将会在2010年以后不断面世。例如,普利司通将于2010年春季开始,为日本关西Urban银行试验运行彩色电子纸终端。该终端上采用的电子纸为普利司通开发的“电子粉流体”技术。该终端可显示4,096色,尺寸为A4大小(13.1英寸)。

决定收购全球最大电子纸厂商――美国E Ink的台湾元太科技(Prime View International,PVI)也计划于2010年6月前后开始供货彩色电子纸。E Ink和元太科技在2009年10月底举办的“FPD International 2009”展会上,均展出了9.7英寸及6英寸的彩色电子纸。此外,收购了排名电子纸业界第2位的美国矽峰(SiPix Imaging)公司的台湾友达光电(AU Optronics,AUO),也计划于2011年年初开始提供彩色电子纸。

第7篇：半导体工艺与技术范文

【关键词】厂务；工艺冷却水；超纯水；反渗透；蒸汽

1前言

在半导体生产中工艺冷却水系统和超纯水系统是厂务运行中的两个完全独立的，非常重要的支撑系统，但随着厂务节能工作的深入开展，厂务运行管理的不断优化，依托对系统原理的透彻理解，这两个看似毫无关联的系统却有着如此的深层关联，思维的突破与厂务技术的有机结合给我们带来了节能新策略，新收获。

2系统介绍及运用

2.1工艺冷却水系统

2.1.1简介

系统设计及运行常规要求：出水温度要求20±2℃，颗粒过滤精度45um，电导10us/cm，压力0.45MPa。工艺冷却水管路系统应采用304不锈钢管，阀门过流部分也应采用不锈钢材质，板式换热器材质316L，为充分保证系统不间断运行，也有考虑双电源设计和管路失压备泵自投功能。

2.1.2运行原理

工艺冷却水回水经水泵加压进入板式换热器，经过滤器后送水，经工艺设备循环。温度依靠送水温度传感器信号来调节板换冷侧冷冻水调节阀的开度来保证，压力依靠送水压力传感器信号来调节送水泵频率来保证，闭式系统回水定压由膨胀水箱或囊式定压罐来实现，补水采用RO水来保证电导率。其中板式换热器一般以进出水5℃温差来考虑。半导体厂房一般工艺冷却水的流量都很大，大多超100T/H，以150T/H为例，冷量需求740KW，基于半导体生产的连续性，此部分恒定热能如能回用与有加热需求场合，对冷冻负荷的降低和热源需求降低是双重利好。

2.2超纯水系统

2.2.1简介

2.2.2超纯水制造中水温的控制

第8篇：半导体工艺与技术范文

关键词：电缆中间头故障；半导体层；冷缩管

中图分类号：TM505 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0126-02

对于电缆线路而言，电缆中间接头是薄弱环节，大部分电缆线路故障发生在这里，电缆中间接头质量好坏直接影响到电缆线路的安全运行。电缆冷缩中间接头因其安装方便，无需专用工具，且具有绝缘性能好、耐高温及酸碱性、安装便利等特点，现已基本取代热缩中间头，在中压配电网中得到广泛应用。但近两年来，由于施工工艺缺陷、中间头制作质量等问题，导致部分冷缩中间头经常发生绝缘击穿。本文通过阐述冷缩电缆中间头工艺原理及制作关键技术要求，对一起电缆中间头故障原因进行深入分析，查找故障原因，并对电缆线路安全运行提出建议。

1 冷缩电缆中间头工艺原理

冷缩电缆中间头是利用弹性体材料（常用的有硅橡胶和乙丙橡胶）在工厂内注射硫化成型，再经扩径、衬以塑料螺旋支撑物构成各种电缆附件的部件。现场安装时，将这些预扩张件套在经过处理后的电缆末端或接头处，抽出内部支撑的塑料螺旋条，压紧在电缆绝缘上而构成的电缆附件。因为它是在常温下靠弹性回缩力，而不是像热收缩电缆附件要用火加热收缩，故称冷缩电缆附件。在没有安装到电缆之前，冷缩电缆附件是处于高张力状态之下，因此它必须在贮存期内使用，以确保其弹性应力不松驰，从而保证良好的界面特性。

2 冷缩电缆中间头安装注意事项

2.1 作业条件

电缆头的制作必须在天气晴朗、空气干燥的情况下进行，其空气相对湿度宜为70%及以下，当湿度大时，可提高环境温度或加热电缆，也可搭设临时工棚，严禁在雾或雨中施工。施工场地应清洁，无飞扬的灰尘或纸屑。制作用的10kV电缆绝缘状态良好、外观应整洁无破损，无受潮，电缆内不得进水，并做绝缘电阻试验，经试验合格后方可进行，对暂缓制作的电缆头应用密封胶密封。

2.2 制作过程中重要注意事项

2.2.1 在施工之前充分做好各项准备工作，制作前必须认真阅读电缆头制作说明书，详细掌握制作的工艺要求，在安装过程中严格按说明书要求步骤制作，切不可只凭经验进行施工。

2.2.2 交联聚乙烯电缆绝缘层强度较大，剥切困难，剥切时小心谨慎，特别是在剥切半导体层时，避免伤到线芯的主绝缘。施工时如在主绝缘上留下细小划痕，必须用纱布进行轴向打磨，并涂上少量硅脂。半导体层的切口应整齐，起倒角，半导体层与主绝缘交界处平滑过渡，无明显台阶。

2.2.3 保证制作时不间断，尽量缩短制作时间。从剥切电缆开始应连续操作直至完成，缩短绝缘暴露时间，防止侵入杂质、水分、气体、灰尘等。制作完成后必须静置30分钟以上方可移动电缆。

2.2.4 应力冷缩管的中间标线必须与压接管的中心线保持一致。防止一侧搭接过多，一侧搭接过少。要注意在电缆绝缘半导电层与主绝缘层断口处均匀涂抹硅脂，以达到及排除气体的目的。

2.2.5 电缆半导体层剥切后，必须用砂纸和清洗剂清擦干净主绝缘表面，清擦时应从线芯向半导层方向进行，不得来回擦洗，清洗剂和砂纸不得碰到外半导电层，严禁用接触过半导体屏蔽层的清洗纸清洗主绝缘层表面。

3 冷缩电缆中间头的故障原因分析

下面就佛山市某地区一起10kV电力电缆中间头由于制作工艺缺陷引起的线路故障进行剖析。

3.1 故障中间接点信息

佛山市某地区一10kV交联聚乙烯电缆中间接头发生绝缘击穿，导致线路故障跳闸。故障电缆信息如下：电缆中间接头于2010年6月投产，2011年10月发生接地短路故障，电缆型号：ZRYJV22-3X300，工作电压：8.7kV和15kV。电缆中间头接头制作方式采用冷缩式。

3.2 故障接头的检查分析

通过对故障电缆中间头的解体检查，情况描述如下：

3.2.1 故障中间接头的表面存在明显击穿孔洞，对接头进行从外到内解剖，依次剥除电缆铠装层、防水绝缘层、铜屏蔽层，发现三相冷缩管的表面大部分区域熏黑，其中故障相的主绝缘完全被击穿，铜导线被烧熔。

3.2.2 剖开故障相冷缩管，发现故障相主绝缘表面、冷缩管内表面，碳化现象非常严重。检查其他两相，发现主绝缘表面有明显的爬电现象，有电树枝的痕迹，半导电层与主绝缘表面的硅脂已经干涸且涂抹不均，其中一相半导电层剥离不整齐，且三相半导电层均没有进行倒角处理。

3.2.3 检查三相冷缩管与压接管的中心线的相对位置，发现故障相冷缩管标线与接头中心线位置并不对齐吻合，有明显偏移。

3.3 故障原因分析

从解剖检查情况来分析，故障相接头主绝缘的表面击穿孔并不是放电的起始点，冷缩管与主绝缘交接处很可能是本次故障的放电起始点，而表面击穿口只是界面爬电现象发展到贯穿主绝缘表面时，短路电弧以最短路径击穿主绝缘本体时强大短路电流烧蚀所致。固体绝缘发生界面放电的根本原因是电场应力集中，根据对故障电缆接头的解体情况分析，判断引起该电缆中间接头故障的原因如下：

3.3.1 冷缩管的中间标线与压接管的中心线保持一致，才能使得两侧的应力椎达到均匀主绝缘表面电场，分散屏蔽层断口处的电场应力的目的。该故障中间头故障相冷缩管中间标线与压接头中心线位置并不对齐吻合，有明显偏移，从而导致两侧局部电场的应力加剧，应力椎未能起到均匀分散电场应力的作用。

3.3.2 半导电层与主绝缘表面的硅脂涂抹不均，电缆运行一段时间后因硅脂干涸，主绝缘与冷缩管之间的界面将产生气隙，局部电场将加剧。此外，半导体层剥离不整齐，且没有进行倒角处理，将也会进一步促进局部电场加剧。

4 结语

电缆接头的电场是个畸变电场，在线芯及屏蔽层的切断处，会产生电应力集中现象，电场强度很大，是整个接头的薄弱环节。经过电场仿真分析，在半导体层过长、半导体层过短，半导体层无倒角，半导体层与主绝缘过渡阶段硅脂涂抹不均的情况下，电场畸变强度比正常情况下电缆接头处最大电场强度高4～12倍，而尤以半导体层无倒角情况下电场畸变强度最大。当电场畸变强度达到一定程度时，就会发生绝缘局部放电击穿现象。

因此，建议电缆中间接头必须严格按照施工质量控制要求及施工图纸规范施工，防止电缆带缺陷投产。对于运行一定年限的带中间接头的电缆开展电缆振荡波局放测试，及时发现和消除电缆缺陷，确保电缆线路可靠运行。

参考文献

[1] 罗俊华，邱毓昌，杨黎明.10kV及以上电力电缆运行故障统计分析[J].高电压技术，2003.

[2] 卓金玉.电力电缆终端结构中的应力锥电场仿真数值分析和模拟试验研究[J].电工技术学报，2000.

[3] 白玉岷.电缆的安装敷设及运行维护[M].北京：机械工业出版社，2011.

第9篇：半导体工艺与技术范文

关键词：PTCR Ni内电极

多层片式PTCR的内电极基本上采用贱金属Ni来制备，但这种电极浆料在市场上不易找寻，就算是有也很难满足多层片式PTCR的一些特殊性能要求。高性能Ni内电极的制备是获取优异性能多层片式PTCR的一项关键技术，因而纳米级Ni粉的获取、Ni内电极浆料组分的研究及配制、Ni内电极浆料的性能表征、欧姆接触Ni内电极性能研究及Ni电极与PTC陶瓷的匹配问题都是需要亟待解决的问题。

PTC陶瓷材料凭借其特殊性能，制成的敏感元件具有灵敏度高、使用方便、结构简单、价格便宜等优点，使得半导瓷器件在IT行业、家电工业等领域有着广泛的应用。采用Ni作为多层片式PTCR的内电极的缘由概括来说有以下几种：①由于多层片式PTCR需要在1300℃左右温度高温烧结，这就需要有高熔点的内电极金属材料与之对应，同时在烧结过程中不能被氧化，后续PTCR再氧化处理过程中其也不能氧化，而Ni的熔点在1350℃左右，所以理论上非常适合与PTC陶瓷高温共烧；②多层片式PTC陶瓷的迅速发展，用贵金属(Au,Pt,Pd,Ag等)作电极存在着成本高的问题，而我国是一个贵金属比较贫乏的国家，贱金属资源却相对丰富，若能研制出性能优良的贱金属烧渗Ni电极来代替原有的贵金属电极导体浆料，如果成功将会取得巨大的经济效益和社会效益；③贱金属Ni在高频特性和导电性等特定领域内具有比贵金属更为优异的性能。正因为贱金属所带来的经济效益和例如此类的独特优越性使半导瓷用Ni浆料的研制工作具有重要的意义；④多层片式PTCR需采用欧姆接触电极，PTC是n型半导体陶瓷，其与金属能否获得良好的欧姆接触是取决于表面的电子状态，正是基于这种原因，破坏半导瓷表面的氧吸附层是获得欧姆接触的前提。而只有Zn,、Sn、AI、Ni等贱金属才能与PTC等半导瓷形成欧姆接触，因而选用Ni作为多层片式PTCR的内电极是可行的。