面向21世纪的微电子技术

本文对２１ 世纪微电子技术的发展趋势作了一个展望。本文认为２１ 世纪初的微电子技术仍将以硅基 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 电路为主流工艺，但将突破目前所谓的物理“限制”，继续快速发展；集成电路将逐步发展成为集成系统；微电子技术将与其他技术结合形成一系列新的增长点，例如微机电系统（ Ｍ Ｅ Ｍ Ｓ） 、 Ｄ Ｎ Ａ 芯片等将得到突飞猛进的发展。具体地，超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低κ互连绝缘介质、高κ栅绝缘介质、 Ｓ Ｏ Ｉ 技术等将在近几年内得到快速发展。２１

硅微电子技术物理极限的挑战

一、引言 自从五十年前晶体管发明以来,微电子技术无论是从其发展速度和对人类社会生产和生活的影响,都可以说是科学技术史上空前的。微电子技术支撑的微电子产业飞速发展,成为信息产业的基础,其全球的销售额高达2000亿美元。三十多年来,为了提高电子集成系统的性能,降低成本,器件的特征尺寸不断缩小,制作工艺的加工精度不断提高,同时硅片的面积也在不断增大。IC芯片的集成度大体每隔一年半增长一倍,性能随之提高。

微电子技术的进展与挑战

微电子技术自巴丁、布拉顿和肖克莱发明晶体管至今，经历了半个世纪的发展，已经取得巨大进步，成为人类社会众多领域的关键技术，从而有力地推动。

面向21世纪的硅深亚微米集成电路若干科学技术问题

当前微电子科学技术的发展已步入“System on Chip”时代,硅集成电路工业已进入到0.5μm～0.35μm特征尺寸的产品群生产阶段。二十一世纪头10年将面临如何进行0.1—0.18微米产品的开发与生产问题,其集成度将达到10~9—10^(10)元件/chip,下面略述面向二十一世纪硅深亚微米集成电路的若干研究课题。 一、系统行为级TOPTO DOWN设计方法学 集成电路设计是实现“System on Chip”的主要技术支柱之一。

微电子技术新研究领域

1995固态器件和材料国际会议于8月21—24日在日本大阪举行。参加会议的有600人,发表论文375篇,其中邀请报告47篇。内容主要集中在6个领域:非晶和晶体介质薄膜,单电子器件.SOI技术,半导体器件的金属化,蓝/绿光发射和相关材料,量子纳米结构的制造及特性.会议还组织了4个专题讨论,它们是:1GH_z MPU和1G位D-RAM的超大尺寸的体,外延和SOI材料,异质结双极晶体管将向何方向发展?铁电薄膜在存储器中的应用,超大规模集成电路应用中的介质和金属膜的平坦化技术。会上有3篇特邀报告,题为:智能硅集成系统的四端器件电子学,图象和高密度数字光纤通讯中的光束控制,300mm(12′′)技术设备。

中外政策对我国高新科学技术发展的影响

当前中美贸易摩擦持续升级,美国对我国加紧进行技术封锁,进一步凸显了增强我国自主创新能力、以科技创新驱动高质量发展的必要性和紧迫性。创新是驱动高质量发展的第一动力,也是破除技术封锁的重要突破口。本文通过背景调研,分析了不同的国际环境、不同的发展阶段及不同的国家政策对我国科学技术发展的影响,从而进一步分析我国科学技术发展过程中存在的问题及“卡脖子”现象出现的原因。特别需要明确的是,由于我国在科技发展方面尚处于追赶地位,“卡脖子”现象的出现是必然结果,中美“贸易战”只是诱发“卡脖子”现象提前出现的外因。

微电子机械系统中的残余应力问题

残余应力一直是微系统技术 (MST)发展中一个令人关注的问题 ,它影响着MEMS器件设计、加工和封装的全过程。文中考虑薄膜中残余应力的起源 ,介绍测量残余应力的主要方法 ,并就计算薄膜中残余应力的Stoney公式及其推广形式作了详细的讨论 ,针对微尺度下残余应力对MEMS结构力学行为的影响 。

微电子机械系统中典型构件的力电耦合分析及其应用研究

力电耦合是大多数微电子机械系统 (尤其是以静电驱动的微机械 )的重要特征。文中采用有限元 (FEM )结合边界元 (BEM)的方法来混合求解MEMS中的力电耦合问题 ,利用自行研制的程序给出了几种典型构件 (平行板、悬臂梁和固支梁 )的分析结果 ,并同其他商业软件 (ANSYS和Intellisuite)的计算结果进行比较。同时 。

物理学研究与微电子科学技术的发展

回顾了微电子学的诞生和微电子技术的发展历史 ,展望了微电子技术未来的发展趋势 .在微电子技术诞生和发展过程中具有一些里程碑式的发明 ,如晶体管、集成电路、集成电路平面工艺、MOS器件、微处理器、光刻技术、铜互连工艺的发明等 ,其中物理学研究和突破起了关键的基础作用 .在社会需求、物理学研究和技术进步的推动下 ,微电子技术一直并将继续以特征尺寸缩小、集成度提高的模式 ,按摩尔定律预测的指数增长率发展 .微电子技术的发展 ,不仅为物理学的研究提供了崭新的技术基础 ,而且为物理学研究展现了更为广阔的空间 .但随着器件特征尺寸逐渐缩小并逼近其物理极限 ,微电子技术的发展将受到来自于材料、工艺和物理基础等方面的挑战 ,并呈现出多维发展的趋势 ,这些挑战涉及了微电子学与物理学的共同理论基础 ,需要二者互相锲合 ,期待新的突破 .

硅基MEMS技术

结合MEMS技术的发展历史 ,概括了当今硅基MEMS加工技术的发展方向。指出表面牺牲层技术和体硅加工技术是硅基MEMS加工技术的两条发展主线 ;表面牺牲层技术向多层、集成化方向发展 ;体硅工艺主要表现为键合与深刻蚀技术的组合 ,追求大质量块和低应力以及三维加工。SOI技术是新一代的体硅工艺发展方向 ;

超深亚微米集成电路中的互连问题——低k介质与Cu的互连集成技术

半导体集成电路技术的发展对互连技术提出了新的需求 ,互连集成技术在近期和远期发展中将面临一系列技术和物理限制的挑战 ,其中 Cu互连技术的发明是半导体集成电路技术领域中具有革命性的技术进展之一 ,也是互连集成技术的解决方案之一 .在对互连集成技术中面临的技术与物理挑战的特点和可能的解决途径概括性介绍的基础上 ,重点介绍和评述了低 k介质和 Cu的互连集成技术及其所面临关键的技术问题 ,同时还对三维集成互连技术、RF互连技术和光互连技术等

脉冲激光制膜新技术及其在功能薄膜研究中的应用

脉冲激光制膜是近年来发展的富有希望的制膜新技术。本文简要介绍了脉冲激光制膜技术的原理、特点和优势以及在功能薄膜研究中的应用。

金属剥离与衬底腐蚀等平面自对准OHR技术研究

开发了一套OHR(OverhangResist)技术。在原来剥离工艺的基础上,增加苯处理和高温烘烤工艺,使光刻胶掩膜既保持有利于剥离的形状,腐蚀时又不发生钻蚀,完成自对准腐蚀与等平面的金属剥离。这一技术可以广泛地应用于MEMS和集成电路加工工艺中,使器件工艺简化,降低成本,提高质量。

MOSFET的热载流子效应及其表征技术

介绍了热载流子引起MOS器件退化的机制及其退化模型、最大应力模式和典型的寿命预测模型等,并对器件退化的表征技术进行了概述。

复合介质L型侧墙形成技术

:给出了 E- B之间复合介质 L型侧墙的形成技术。这种工艺技术控制容易 ,成品率高 ,均匀性好。已将这种工艺技术应用于双层多晶硅双极晶体管的制作工艺中 ,器件具有良好的电学特性。

自对准硅化物CMOS／SOI技术研究

在ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸＳＯＩ电路制作中引入了自对准钴（Ｃｏ）硅化物（ＳＡＬＩＣＩＤＥ）技术，研究了ＳＡＬＩＣＩＤＥ工艺对ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ单管特性和ＣＭＯＳ／ＳＯＩ电路速度性能的影响．实验表明，采用ＳＡＬＩＣＩＤＥ技术能有效地减小ＭＯＳＦＥＴ栅、源、漏电极的寄生接触电阻和方块电阻，改善单管的输出特性，降低ＣＭＯＳ／ＳＯＩ环振电路门延迟时间，提高ＣＭＯＳ／ＳＯＩ电路的速度特性．

热载流子诱生MOSFET/SOI界面陷阱的正向栅控二极管技术表征

本文完成了热载流子诱生MOSFET/SOI界面陷阱正向栅控二极管技术表征的实验研究 .正向栅控二极管技术简单、准确 ,可以直接测得热载流子诱生的平均界面陷阱密度 ,从而表征器件的抗热载流子特性 .实验结果表明 :通过体接触方式测得的MOSFET/SOI栅控二极管R G电流峰可以直接给出诱生的界面陷阱密度 .抽取出来的热载流子诱生界面陷阱密度与累积应力时间呈幂指数关系 ,指数因子约为 0

1微米自对准CoSi_2 SALICIDE MOS技术研究

针对微米与亚微米器件对自对准硅化物技术的要求,本文报道了沟道长度为1微米的自对准CoSi_2硅化物化MOSFET(SALICIDE)技术的实验结果.首先研究了CoSi_2薄膜形成动力学和膜性质,随后着重研究并讨论了与自对准CoSi_2技术有关的一些重要问题,包括各向异性刻蚀、选择腐蚀和栅侧壁氧化物上的桥接试验等,最后给出了 1μm沟道长度的自对准 CoSi_2 SALICIDE MOS晶体管的电学性能实验结果.