众所周知,光刻胶是芯片制造不可或缺的重要原料,是光刻机进行硅膜片曝光、设计图案印章的核心材料。ArF 光刻胶材料主要应用于高端芯片制造,目前我国在ArF、KrF光刻胶领域中的市场占比较少,全球大多数的光刻胶市场都被美国、日本垄断。
对于国产半导体行业来说,南大光电7纳米光刻胶的交付,具有十分重要的意义,一方面能够缓解我们在半导体领域中,特别是芯片代工领域中,被芯片原料卡脖子的难题;另一方面有助于加快我们在芯片代工领域中实现自给化目标的脚步。
需要注意的是,有关 7 纳米 ArF 光刻胶的应用,南大光电目前只是小规模投产,与之相关的生产线正在构建当中。在公告中,南大光电也表示,ArF 光刻胶的复杂性决定了其在稳定量产阶段仍然存在工艺上的诸多风险,不仅需要技术攻关,还需要在应用中进行工艺的改进、完善。
但不管怎么说,这次南大光电完成7纳米光刻胶的验证,对于自身,对于国产半导体行业来说是一件好事情。至少可以保证我们不会在光刻胶领域中被国外彻底卡住,相信只要坚持下去,假以时日,一切难题都会迎刃而解。
将芯片越做越薄,一直都是科学家们的梦想。
但我们都知道,现有的 硅晶体 已经越来越接近物理极限。
想要从“纳米级”突破到“原子级”,只能靠二硫化钼等 超薄半导体材 料来帮忙。
近日,来自瑞士巴塞尔大学的研究人员宣布,他们成功在二硫化钼材料上加入了 超导体触点 ,从而展示与硅晶体类似的特性。
这次实验的成功, 验证了超薄半导体材料制造半导体元器件的可行性 。
本次实验由Andreas Baumgartner博士领导,其领导的研究小组计划将一些具有半导体性质的天然材料层叠形成三维晶体,再与超导体结合起来,继而探究新材料的特性。
在实验开始,研究人员先将 二硫化钼分离成单独的层 ,这些单层的厚度不超过一个分子。
接着,研究人员像“制作三明治”一样在 单层的二硫化钼两侧加入两层薄薄的氮化硼 。在手套箱中的保护性氮气保护下,研究人员将氮化硼层堆叠在二硫化钼层上,并将底部与另一层氮化硼以及一层石墨烯结合。
然后,研究人员将这种复杂的范德华异质结构(一种特殊的三维结构) 放置在硅/二氧化硅晶片的顶部 。
这样就堆叠出一个 类似于半导体元件的全新合成材料 。
在堆叠完成后,研究人员开始在绝对零度以上(-273.15摄氏度)的低温下进行实现观察。
最后他们发现,在超低温的条件下,超导电测量清楚地显示了超导引起的效应;例如,单电子不再被允许通过。此外,研究人员还发现了半导体层和超导体之间存在强耦合的迹象。这些特性与目前半导体芯片的物理特性十分相似。
研究项目经理鲍姆加特纳解释说:“在超导体中,电子将自己排列成成对,就像舞伴一样,产生了奇怪而奇妙的结果,比如电流的流动没有电阻。另一方面,在半导体二硫化钼中,电子表演一种完全不同的舞蹈,一种奇怪的独舞,也包含了它们的磁矩。现在,如果我们把这些材料结合起来,我们想亲自看到这奇异的舞蹈。”
简单来说, 本次实验验证了超薄半导体材料代替硅晶体的可行性 ,为下一代半导体制造器件提供了新的思路。
如今的芯片制程工艺,已经完成了5nm的突破,科学家们发力向1nm的极限冲刺,今年5月6日,IBM率先宣布造出2nm芯片,顿时让整个半导体圈子欢欣鼓舞。
但由于摩尔定律的存在,即使单位面积容纳的晶体管数量逐步提前,但是效能无法得到显著提升,在硅晶片的物理特性即将达到极限的背景下,1nm工艺像一座大山挡在硅技术面前。
此外,在目前的先进制程里,都需要绝缘体的存在,他们存在的意义是要协助电子能顺利通过晶体管里的通道,当制程持续向下走,通道势必越来越小,晶体管之间的串扰会很大,芯片的效能表现也会大打折扣。
例如一颗5nm工艺材料的芯片里,已经塞下太多的晶体管, 一旦电子黏在芯片内部的氧化物绝缘体上,就会导致电流不易通过,最终引起功耗增加、芯片发热等问题 。
这也是为什么我们会吐槽台积电和三星5nm工艺纷纷“翻车”, 因为这真的太考虑后期的打磨 。
既然三维的材料会让电荷依附在上面,那么用二维材料作为替代品,可以完美避免电流通过的问题。
目前, 业内普遍采用二硫化钼作为二维超薄单层材料 ,这也是被认为是突破硅晶片小型化限制的最有力替代品。
事实上,除了此次瑞士巴塞尔大学的研究以外,学术界早已在二维材料连接上有所突破。
早前,麻省理工学院(MIT)的孔静教授领导的国际联合攻关团队宣布与台大、台积电共同完成合作,使用原子级薄材料铋(Bi)代替硅,有效地将这些2D材料连接到其他芯片元件上。
当铋(Bi)材料被作为二维材料的接触电极时,可以大幅度降低电阻并且提升电流 。
正如前文所说,金属和半导体材料之间的界面会产生了一种叫做金属诱导的间隙(MIGS)状态现象,抑制电荷载体的流动。而属于半金属的铋(Bi)材料,电子特性介于金属和半导体之间,可以有效消除了电荷流通的问题。
目前,台积电技术研究部门已经开始“铋(Bi)沉积制程”技术的研究,这项研究已经成为未来1nm工艺的突破所在。
通过这项技术,研究人员可以设计出具有非凡性能的微型化晶体管,可以有效满足了未来晶体管和芯片技术路线图的要求。
超薄半导体材料的成功验证,给我们展现出下一代半导体的无限潜力 ,未来的计算机或者会随着超薄半导体材料的成熟展现出全新的姿态。
同时我们也要看到,台积电、IBM都在积极抢占1nm先进制程工艺。
关于下一代半导体的竞争已经悄然开始 。
半导体制冷片的好坏可以采用万用表测量其电阻,电流或者电压来进行判断,半导体制冷片电阻正常范围为0-0.05欧,半导体制冷片电流正常范围为0-0.09安,半导体制冷片电压正常范围为0-0.1伏。
1、首先需要将万用用笔两只表笔接在半导体制冷片和地线上,分红线和黑线,红线是连接半导体制冷片的正极,黑线是连接半导体制冷片的负极。
2、接下来确定是通过测半导体制冷片交流电流还是半导体制冷片直流电流来验证好坏,是直流电压,则要把档位调到如图直流区,接在测量的线路上。
3、线路是220v的话是选用黑线,如果是测半导体制冷片交流电流,则把档位调至交流电流档区,直流电流和交流电流对应两种不同的档位。
4、将红黑表笔插入排差,万用表读出数值00.4A。有数字显示即为正常的半导体制冷片线路的电流数字,则证明半导体制冷片良好。
扩展资料:
使用注意
1、在使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时 ,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。
2、在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。
3、在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时 ,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换档,应先断开表笔,换档后再去测量。
参考资料来源:百度百科-万用表
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