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微电子技术发展趋势

发布时间:2022-05-22 23:50:32 来源:华体会网页 作者:华体会官方网址

  微电子技术是当代发展最快的技术之一,是 电子信息产业的基础和心脏。微电子技术的发展 大大推动了航天航空技术,遥测传感技术,通讯 技术,计算机技术、网络技术、汽车电子技术及 家用电器等产业的迅猛发展。微电子技术的发展 和应用,几乎使现代战争成为信息战、电子战。 在我国,已经把电子信息产业列为国民经济的支 柱产业。如今,微电子技术已成为衡量一个国家 科学技术进步和综合国力的重要标志。

  • 集成IC是微电子技术的核心,是电子工业 的“粮食”。集成电路已发展到超大规模 和甚大规模、深亚微米(0.25um)精度和可 集成数百万晶体管的水平,现在已把整个 电子系统集成在一个芯片上。人们认为: 微电子技术的发展和应用使全球发生了第 三次工业革命。

  究存储器芯片上晶体管增长数的时间关系时发 现,每过18~24个月,芯片集成度提高一倍。 这一关系被称为穆尔定律(Moores Law),一直 沿用至今。

  DRAM (动态随机储存器)的生产设备每更新 一代,投资费用将增加1.7倍,被称为V3法则。目 前建设一条月产5000万块16MDRAM的生产线MDRAM的生产线MDRAM的生产线G的生产线亿美元。

  • 至于物理限制,人们普遍认为,电路线um 时,制作器件就会碰到严重问题。从集成电路的发展看, 每前进一步,线um看作下一代技术,那么几年后又一代新产品将 达到0.18um(0.25um×0.7),再过几年则会达到 0.13um。依次类推,这样再经过

  几十年来集成电路(IC)技术一直以极高的速 度发展。著名的穆尔定则指出,IC的集成度( 每个 微电子芯片上集成的器件数),每3年左右为一代, 每代翻两番。对应于IC制作工艺中的特征线%。根据按比例缩小原理,特征线条越窄, IC的工作速度越快,单元功能消耗的功率越低。所 以,IC的每一代发展不仅使 集成度提高,同时也使其性

  • 与IC加工精度提高的同时,加工的硅圆片的尺寸 却在不断增大,生产硅片的批量也不断提高。以 上这些导致了微电子产品发展的一种奇妙景观; 在集成度一代代提高的同时,芯片的性能、功能 不断增强,而价格却不断下跌。这一现象的深远 意义在于,随着微电子芯片技术的快速发展, 一切微电子产品(计算机、 通信及消费类电子产品等) 也加速更新换代;

  • 不仅新一代产品性能、功能大大超过前一代, 而且价格的越来越便宜又为电子信息技术的不断 推进机器迅速推广应用到各个领域创造了条件, 导致了人类信息化社会的到来。由于集成电路栅 长度的减小和集成度的增大,因此必须发展相应 的制造技术,即光刻技术、氧化和扩散技术、多 层布线技术和电容器材料 技术。

  • 利用波长436nm光线,形成亚微米尺寸图形, 制造出集成度1M位和4M位的DRAM。i射线nm)曝光设备问世后,可形成半微米尺 寸和深亚微米尺寸的图形,制造出16M位和64M 位的DRAM。

  • 目前,采用KrF准分子激光器的光刻设备已经投 入实用,可以形成四分之一微米尺寸的图形,制 造出64M位DRAM。采用波长更短的ArF激光器 的光刻设备也已经投入实用。当然,为了实现这 一目标,必须开发出适用的掩膜形成技术和光刻 胶材料。

  • X射线光刻设备的研制开发工作,已经进行了相 当的时间,电子束曝光技术和3nm真空紫外线曝 光技术,也在积极开发之中,哪一种技术将会率 先投入实用并成为下一阶段的主流技术,现在还 难以预料。

  • 在高密度集成电路制造过程中,氧化膜、 多晶硅与布线金属的蚀刻技术,随着特征 尺寸的不断缩小将变得越来越困难。

  • 显然,如果能够研制出一种可以产生均匀 的平面状高密度等离子源的技术,就会获 得更为理想的蚀刻效果。

  • 利用CER(电子回旋共振)等离子源或ICP (电感耦合等离子)高密度等离子源,并 同特殊气体(如HBr等)及静电卡盘(勇 于精密温度控制)技术相结合,就可以满 足上述电路蚀刻工艺的要求

  • 要想以低成本保证晶体的良好质量,必须采用外 延生长技术。其理由是,同在晶体制作上下功夫 保证质量所需要花费的成本相比,外延生长技术 的成本低得多。

  • 离子注入的技术水平已经有很大提高,而已将 MeV(兆电子伏特)的高能量离子注入晶体内部 达几微米深度。迄今采用的气体扩散法,需要在 高温中长时间地扩散杂质才能形成扩散层。而现 在,利用离子注入技术,可以分别地将杂质注入 到任意位置,再经一次低温热处理,就可以获得 同样的结果。

  • 同时,低能量离子注入技术也取得很大进展,可 以形成深度小于0.1um的浅扩散层,而且精度相 当高。另外,斜方向离子注入技术也大有进展, 可以在任何位置注入杂质,从而可以在低温条件 下按照设计要求,完成决定晶体管性能的杂质扩 散工序作业。用固相扩散法制造源漏极浅结极为 有效,已经获得35nm的浅结。

  • 当今世界,高新技术的浪潮推动着世纪战车,正 飞速驶入一个全新的时代。各类传统观念上的兵 器在高技术的洗礼下,都产生了革命性的变化。 在诸多高技术中,雄踞榜首的是微电子技术。

  • 微电子技术是使电子元器件和由它组成的电子设 备微型化的技术,其核心是集成电路技术。先进 的微电子技术在军事领域中的广泛应用打破了千 百年形成的武器装备唯大、唯多和大规模破坏等 传统观念,使武器系统小而轻,功耗低,可靠性 高,作战效能和威力增强。如军用通信指挥系统, 高空卫星侦察监视,海底导弹发射及海、陆、空 各军兵种的配合与联络,靠的都是微电子技术。

  21世纪人类将全面进入信息化社会,对为 电子信息技术将不断提出更高的发展要求,微电 子技术仍将继续是21世纪若干年代中最为重要的 和最有活力的高科技领域之一。