集成电路是将电子元件依照电路互连"，集成"在晶片上，实现特定功能的电路系统。在当代，集成电路已渗透到社会发展的各个领域，是信息产业高速发展的基础和动力。在经济结构调整中，集成电路产业的战略性、先导性地位凸显，有望从根本上对制造业进行改造，在完成产业升级同时满足国家信息安全的需要。随着需求的不断提升，未来的集成电路需兼具低功耗、小尺寸、高性能等综合素质，LED显示屏传统工艺的改进已不足以满足这些要求。为此，集成电路制造业必须拓展相应制造技术以顺应新的发展趋势。我国集成电路产业近20年来取得了显著发展，总结了国内集成电路产业的发展历程及现状，并对未来LED显示屏发展进行了展望。

　　摩尔定律时代的挑战及LED显示屏技术进步

　　集成电路发明已届60周年，在学术界和产业界的共同推动下，集成电路产业的发展基本遵循着摩尔定律所预测的节奏，即集成电路上可容纳的元器件的数目 ，约每隔18～24个月便会增加一倍，性能也将提升1倍。摩尔定律的核心即芯片集成度的提高，主要由集成电路制造工艺来实现。因此，LED显示屏集成电路制造在整个集成电路产业链中占据着尤为重要的地位，一方面推动着摩尔定律的演进，另一方面为集成电路设计业实现产品，同时支撑着庞大的集成电路专用装备和材料市场。

　　在摩尔定律的作用下，单个晶体管的平均价格一直呈指数的趋势逐年下降，如图1所示。在各个技术节点里，都有一些关键的LED显示屏制造工艺技术的进步支撑着摩尔定律的发展。

　　在摩尔定律时代，芯片制造的工艺技术主要有5个方面的挑战，集成电路从业者通过技术进步不断突破挑战，适应了摩尔定律的发展要求。

　　LED显示屏新材料及工艺

　　自本世纪以来，芯片制造商应用了越来越多的LED显示屏新元素，在器件及工艺优化中使用了64种新的元素。这些新材料的应用支撑了集成电路70%的性能提升，所有新材料的应用都需要大量的LED显示屏工艺和集成实验。如图3所示的石墨烯的应用，在400℃下将石墨烯直接生长在图形化的导线上，其电阻率比沉积铜低2倍，击穿电流密度高1.4倍，电磁化寿命长40倍。另一个新材料的应用是Ge元素的引入，在CMOS FinFET的技术中，应用基于SiGe应力工程的技术，可为高性能低功耗的山东LED显示屏应用器件提供好的解决方案。

　　(a)Ta/Cu元素的溅射

　　(b)400℃下石墨烯在Cu表面的 CVD沉积

　　(c)SiNx保护层的沉积

　　应用于后端铜工艺的石墨烯沉积工艺流程示意图

　 LED显示屏工艺波动

随着器件CD尺寸的缩小，LED显示屏制造工艺的波动对器件的性能及良率的影响显得越来越大。比如，对于FinFET器件，要求精确的控制调节Vth的掺杂工艺，其波动要求在100个原子以内，而且器件尺寸越小，其对工艺的波动就越敏感。如图4所示，器件Vth的变化主要来源于掺杂(random dopant fluctuation，RDF)、工艺变化(process variation effect，PVE)、功函数波动(work function fluctuation，WKF)，而来自界面阱波动(interface trap fluctuation，IFT)的影响很小。