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折疊半導體納米技術-個人輻射檢測儀_輻射測量儀_輻射檢測儀_輻射巡測儀_輻射巡檢儀_輻射儀|上海仁日輻射防護設備有限公司_山東_淄博

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行業(yè)新聞

折疊半導體納米技術

2016/10/18 9:34:45

半導體納米技術

納米技術有很多種,基本上可以分成兩類,一類是由下而上的方式或稱為自組裝的方式,另一類是由上而下所謂的微縮方式。前者以各種材料、化工等技術為主,后者則以半導體技術為主。

以前我們都稱 IC 技術是「微電子」技術,那是因為晶體管的大小是在微米(10-6米)等級。但是半導體技術發(fā)展得非?,每隔兩年就會進步一個世代,尺寸會縮小成原來的一半,這就是有名的摩爾定律(Moore’s Law)。

大約在 15 年前,半導體開始進入次微米,即小于微米的時代,爾后更有深次微米,比微米小很多的時代。到了 2001 年,晶體管尺寸甚至已經小于 0.1 微米,也就是小于 100 奈米。因此現(xiàn)在是奈米電子時代,未來的 IC 大部分會由奈米技術做成。但是為了達到奈米的要求,半導體制程的改變須從基本步驟做起。每進步一個世代,制程步驟的要求都會變得更嚴格、更復雜。

制程技術的挑戰(zhàn)

曝光顯影:在所有的制程中,最關鍵的莫過于微影技術。這個技術就像照相的曝光顯影,要把 IC 工程師設計好的藍圖,忠實地制作在芯片上,就需要利用曝光顯影的技術。在現(xiàn)今的奈米制程上,不只要求曝光顯影出來的圖形是幾十奈米的大小,還要上下層結構在 30 公分直徑的晶圓上,對準的準確度在幾奈米之內。這樣的精準程度相當于在中國大陸的面積上,每次都能精準地找到一顆玻璃彈珠。因此這個設備與制程在半導體工廠里是最復雜、也是最昂貴的。

半導體技術進入納米時代后,除了水平方向尺寸的微縮造成對微影技術的嚴苛要求外,在垂直方向的要求也同樣地嚴格。一些薄膜的厚度都是 1 ~ 2 奈米,而且在整片上的誤差小于 5%。這相當于在100個足球場的面積上要很均勻地鋪上一層約1公分厚的泥土,而且誤差要控制在 0.05 公分的范圍內。

蝕刻:另外一項重要的單元制程是蝕刻,這有點像是柏油路面的刨土機或鉆孔機,把不要的薄層部分去除或挖一個深洞。只是在半導體制程中,通常是用化學反應加上高能的電漿,而不是用機械的方式。在未來的奈米蝕刻技術中,有一項深度對寬度的比值需求是相當于要挖一口 100 公尺的深井,挖完之后再用三種不同的材料填滿深井,可是每一層材料的厚度只有 10 層原子或分子左右。這也是技術上的一大挑戰(zhàn)。

除了精準度與均勻度的要求外,在量產時對于設備還有一項嚴苛的要求,那就是速度。因為時間就是金錢,在同樣的時間內,如果能制造出較多的成品,成本自然下降,價格才有競爭力。另外質量的穩(wěn)定性也非常重要,不只同一批產品的質量要一樣,今天生產的 IC 與下星期、下個月生產的也要具有同樣的性能,因此質量管控非常重要。通常量產工廠對于生產條件的管制,包括原料、設備條件、制程條件與環(huán)境條件等要求都非常嚴格,不容任意變更,為的就是保持質量的穩(wěn)定度。

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