半导体技术的纳米技术

半导体技术的纳米技术,第1张

纳米技术有很多种,基本上可以分成两类,一类是由下而上的方式或称为自组装的方式,另一类是由上而下所谓的微缩方式。前者以各种材料、化工等技术为主,后者则以半导体技术为主。

以前我们都称 IC 技术是「微电子」技术,那是因为晶体管的大小是在微米(10-6米)等级。但是半导体技术发展得非常快,每隔两年就会进步一个世代,尺寸会缩小成原来的一半,这就是有名的摩尔定律(Moore’s Law)。

大约在 15 年前,半导体开始进入次微米,即小于微米的时代,尔后更有深次微米,比微米小很多的时代。到了 2001 年,晶体管尺寸甚至已经小于 0.1 微米,也就是小于 100 纳米。因此是纳米电子时代,未来的 IC 大部分会由纳米技术做成。但是为了达到纳米的要求,半导体制程的改变须从基本步骤做起。每进步一个世代,制程步骤的要求都会变得更严格、更复杂。

纳米是长度量单位,是一米的十亿分之一(千米→米→厘米→毫米→微米→纳米), 4倍原子大小,万分之一头发粗细。纳米技术是是指制造体积不超过数百个纳米的物体,其宽度相当于几十个原子聚集在一起。

硅片尺寸(8英寸、12英寸)上加工纳米级的电路,就能容纳更多晶体管,做出体积更小更复杂的电路。

把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去,从理论上讲终将会达到限度。这是因为,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,这样将破坏绝缘效果。

概述:英特尔45纳米高K半导体制程技术全称为英特尔45纳米高K金属栅硅制程技术。该技术突破性的采用金属铪制作具有高K特性的栅极绝缘层,是半导体行业近40年来的重要创新。英特尔的65纳米制程升级为45纳米制程技术并非以往升级所带来的量变,而是脱胎换骨的飞跃。凭借制程的创新,英特尔迈出TICK-TOCK产品发展战略稳健的又一步,并拉开了半导体行业发展的历史新篇章。这一创新再次延续了摩尔定律,使之在未来10年继续有效。随着英特尔45纳米半导体制程技术揭开神秘面纱,一系列采用该技术的服务器、工作站及台式机处理器同期发布。较前代产品,新产品在性能、能耗比以及经济性方面有显著提高,并将在正式发布后向市场供货。预览英特尔45纳米制程技术创新英特尔45纳米高k金属栅极晶体管技术英特尔45纳米高k金属栅极晶体管技术是英特尔制造晶体管的新方法,它以一种具有高k特性的新材料作为“栅极电介质”,并采用了一种新型金属材料作为晶体管的“栅极”。向这些新材料组合的转变,标志着40多年来晶体管制造方式最重大的变革。采用英特尔45纳米高k晶体管的优势全新英特尔45纳米高k晶体管方案通过缩小晶体管的体积解决了漏电率问题。它能降低晶体管的漏电率,帮助英特尔的工程师们在提供更高性能的同时降低处理器的能耗。同时,笔记本电脑用户也将发现,漏电率的降低使得能耗也随之减少,电池的使用时间更长了。英特尔在新制程技术中采用的新材料高k材料基于一种名为铪的元素,而不是以往的二氧化硅;而晶体管栅极则由两种金属元素组成,取代了硅。多数晶体管和芯片仍基于先进的英特尔硅制程技术制造。新的方案中结合了所有这些新材料,是英特尔提升处理器性能的独特手段。采用金属铪的价值所在铪是元素周期表中的72号元素,也是一种金属材料。它呈银灰色,具有很高的韧性和防腐性,化学特性类似于锆。英特尔之所以在45纳米晶体管中采用铪来代替二氧化硅,是因为铪是一种较厚(thicker)的材料,它能在显著降低漏电量的同时,保持高电容来实现晶体管的高性能。


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