半导体行业（一百三十三）——形成器件和集成电路（十五）

声波器件（参见下图）是用在微波信息系统中的非硅固态元件。它们可以把微波转化成电脉冲。有些化合物材料有这样的性质，比如Be12Ge020,对于由普通的半导体工艺制成的芯片形成的固态电路来说，它既能感应波，又能感应电信号。

半导体技术的发展使由滑动部件生成微型机械系统成为可能。表面图形的定义很容易理解。困难的是，在表面的下方进行刻蚀使部件自由，这也是这项应用最大的挑战。尽管如此，微机械系统诞生了。例如，德州仪器公司生产出由许多单元组成的阵列，每个单元都有一个浮动的薄层面板，同时这个面板被每个角落的“铰链”所悬吊。一个薄氧化层使该面板可以折射光。在线电子电路可以控制信号到铰链。这种信号产生一个物理力能沿特定的方向使氧化层倾斜，因而可以通过光的折射显现出一定的颜色。这整个阵列功能就像一个高分辨率固体屏，可以用在投影机上。把图像投射到镜子上可以提供一个较大的显示屏。最近另一种微机械的产品是执行器（Actuator)，它被用于光学快门。由于部件的质量轻，其速度可达每分钟20万转。下图所示的就是用在光学仪器中的透镜/激光系统的MEMS。令人感兴趣的潜力是用低能火箭将微型太空卫星投入空间。

平板显示器（FPD）在笔计本电脑中是非常常见的。它们是将来阴极射线显像管（CRT)的取代品，它们可以提供一个薄的更粗糙的选择。然而，在完全取代CRT之前，在清晰度、明亮度和成本方面还有待于提高。

大部分FPD是有源彩色矩阵液晶显示器（AMLCD）。单色和彩色LCD显示都是利用微芯片制造技术进行制造的。这种显示器的结构是一个三明治型的，是由两片玻璃平板中间夹着一层液晶材料而形成的（参见下图）。在底层平板上是一系列简单的MOS器件阵列构成的，并具有板上驱动电路。这些晶体管都是由标准的工艺步骤所产生的，比如淀积、光刻等。上层的平板是彩色滤光器（彩色显示），它是由多步光刻工艺形成的。中间是三明治型的液晶。

显示屏上的显示在MOS晶体管中首先是作为图案形成的（开/关的状态）。这种图案可以被液晶复制，而这种液晶能响应电信号而改变状态。最后，对于彩色显示屏，上层的滤光器可以传送正确的彩色信息。黑白显示器只简单地传递LCD的开/关状态。

在CRT和FPD中，把图案放在屏幕上的信息必须由电信号（比如电脑）转化为物理实体。在传统的CRT中，实体就是从电子枪发射出来的电子流。另一种可以产生电子流的器件是FED（参见下图）。它是由芯片制造技术制造的半导体材料生成的，最终结果是被刻蚀的微尖端（microtip）。

当在阴极和栅极之间加上电压时，就会产生电子流。用D制造的叩D可以有更明亮的显示，更宽的视角和较高的速度。

日益强大的器件和电路性能用许多部件创造了新的结构。下图所示的是大约2000年的一个典型的结构。一个结构的创立需要越来越多的工艺步骤。下图是SIA的路线图对2012年的芯片和工艺发展的预测。要想追踪和理解这些结构和工艺的复杂性，在单个器件的基本工作和基本的工艺方面必须有坚实的基础。