微電子工藝新技術(shù)

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1、微電子工藝新技術(shù)發(fā)展陳綺文單位：電科112，信息與電子工程學(xué)院，山東工商學(xué)院，264005摘要：21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展需要新技術(shù)，才能真正快速發(fā)展。集成技術(shù)要求硅晶圓片的尺寸越來越大，光刻加工線條（特征尺寸）越來越細(xì)。系統(tǒng)集成芯片（SOC），SOC進(jìn)一步發(fā)展，可以將各種敏感器和執(zhí)行器與信息處理系統(tǒng)集成在一起，從而完成從信息獲取、處理、存儲(chǔ)、傳輸?shù)綀?zhí)行的系統(tǒng)功能，這是一個(gè)更廣義上的系統(tǒng)集成芯片。微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)（MEMS）把信息獲取、處理和執(zhí)行一體化地集成在一起，使其成為真正的系統(tǒng)。納米技術(shù)的發(fā)展以及成熟將是系統(tǒng)集成芯片技術(shù)的核心之一，碳納米材料代替硅納米材料，具有更好的集成性，推

2、動(dòng)微電子技術(shù)繼續(xù)向前發(fā)展。?關(guān)鍵詞：集成技術(shù)SOC技術(shù)MEMS技術(shù)納米電子技術(shù)21世紀(jì)微電子技術(shù)建立在以Si基材料為基礎(chǔ)、CMOS器件為主流的半導(dǎo)體集成電路技術(shù)。隨著IC設(shè)計(jì)與工藝水平的不斷提高，系統(tǒng)集成芯片將成為發(fā)展的重點(diǎn)，MEMS技術(shù)是微電子技術(shù)新的增長點(diǎn)。同時(shí)，納米電子技術(shù)是微電子領(lǐng)域的新亮點(diǎn)。1.微電子集成技術(shù)?現(xiàn)今的主流工藝，硅基CMOS電路。硅基技術(shù)的越來成熟，硅基CMOS芯片應(yīng)用的逐漸擴(kuò)大，硅平面的加工工藝技術(shù)作為高新技術(shù)基礎(chǔ)的高新加工技術(shù)也將繼續(xù)下去。硅半導(dǎo)體集成電路的發(fā)展，一方面是硅晶圓片的尺寸越來越大，另一方面是光刻加工線條（特征尺寸）越來越細(xì)。1（從硅片尺

3、寸來看，從最初的2英寸，經(jīng)過3、4、6英寸發(fā)展到當(dāng)今主流的8英寸。近幾年來又出現(xiàn)12英寸的硅晶片，直徑達(dá)300mm，它的面積為8英寸片（200mm）的2.25倍。尺寸變大，可以降低生產(chǎn)成本，?增加產(chǎn)能，提高成品率。）?而在光刻加工線條（特征尺寸）方面，在0.25um技術(shù)之后，已有0.18um、0.15um以至0.13um技術(shù)連續(xù)開發(fā)出來并投入使用?，F(xiàn)今主流產(chǎn)品的特征尺寸已縮小到0.18~0.13um。據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2014年，微電子芯片加工技術(shù)將達(dá)到400mm硅片、50nm特征尺寸，到2016年，器件的最小特征尺寸應(yīng)在13nm。然而，硅基CMOS的發(fā)展隨著特征尺寸的縮小

4、，即將達(dá)到器件結(jié)構(gòu)的諸多物理限制，不可能一直按摩爾定律揭示的規(guī)律長期的發(fā)展下去。未來必會(huì)采用新材料使CMOS進(jìn)一步發(fā)展起來，高K材料和新型的柵電極，采用非經(jīng)典的FET器件結(jié)構(gòu)和新工藝技術(shù)等。2SOC技術(shù)——正在成長的系統(tǒng)集成芯片?系統(tǒng)集成芯片，System?on?Chi（SOC）技術(shù)，由芯片發(fā)展到系統(tǒng)芯片（SOC），是改善芯片集成技術(shù)的新舉措。微電子器件的特征尺寸很難按摩爾定律無限的縮小下去，在芯片上增加集成器件是集成技術(shù)發(fā)展的另一方向。與從分立晶體管到集成芯片（IC）一樣，系統(tǒng)芯片（SOC）將是微電子技術(shù)領(lǐng)域中又一場新的革命。2（從1990年后，集成芯片系統(tǒng)（SOC）訊速發(fā)展

5、起來，它是以硅基CMOS為基礎(chǔ)技術(shù)，將整個(gè)電子系統(tǒng)和子系統(tǒng)整個(gè)集成在一個(gè)芯片上或幾個(gè)芯片上，它是集軟件和硬件于一身的產(chǎn)物，SOC的設(shè)計(jì)是通過嵌入模擬電路、數(shù)字電路等IP的結(jié)合體，可以具有更大的靈活性。）一個(gè)典型的SOC可能包含應(yīng)用處理器模塊、數(shù)字信號處理器模塊、存儲(chǔ)器單元模塊、控制器模塊、外設(shè)接口模塊等等多種模塊。微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變是一種突破，也是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。集成系統(tǒng)的發(fā)展是以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)的，隨著社會(huì)信息化的進(jìn)程，它將越來越重要。21世紀(jì)僅僅是SOC發(fā)展的開始，它將進(jìn)入空間、進(jìn)入人體、進(jìn)入家庭，它將進(jìn)入需要所有需要掌握信息處理的信息空間和時(shí)間。3MEMS技術(shù)

6、是微電子技術(shù)新的增長點(diǎn)MEMS，Micro?Electro?Mechanical?Systems——微機(jī)電系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是建立在微米/納米技術(shù)基礎(chǔ)上的21世紀(jì)前沿技術(shù)，是指對微米/納米材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制造、測量和控制的技術(shù)。它可將機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、電控系統(tǒng)集成為一個(gè)整體單元的微型系統(tǒng)。這種微機(jī)電系統(tǒng)不僅能夠采集、處理與發(fā)送信息或指令，還能夠按照所獲取的信息自主地或根據(jù)外部的指令進(jìn)行操作。它的目標(biāo)是把信息獲取、處理和執(zhí)行一體化地集成在一起，使其成為真正的系統(tǒng)，也可以說是更廣泛的SOC概念。MEMS不僅為傳統(tǒng)的機(jī)械尺寸領(lǐng)域打開了新的大門，也真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化

7、。用微電子技術(shù)和微加工技術(shù)相結(jié)合的制造工藝，制造出各種性能優(yōu)異、價(jià)格低廉、微型化的傳感器、執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器和微系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）是近年來發(fā)展起來的一種新型多學(xué)科交叉的技術(shù)，該技術(shù)將對未來人類生活產(chǎn)生極大性影響。它涉及機(jī)械、電子、化學(xué)、物理、光學(xué)、生物、材料等多學(xué)科。因此，它被認(rèn)為是微電子技術(shù)的又一次革命，對21世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)方式、人類生活都有深遠(yuǎn)影響?！　?納米電子技術(shù)隨著硅基CMOS發(fā)展的特征尺寸縮小，即將達(dá)到器件結(jié)構(gòu)的諸多物理限制，不可能一直按摩爾定律揭示的規(guī)律長期的發(fā)展下