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制造2nm芯片,,除了EUV光刻機(jī),,還要微波爐?

2022-09-13
來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)亂侃秀
關(guān)鍵詞: 2nm 芯片 EUV 微波爐

我們知道,芯片都是由晶體管組成的,,比如蘋果的A16,,有160億個(gè)晶體管。而電流在晶體管內(nèi)部,,會(huì)從起始端(源極)流向終點(diǎn)(漏極),。

而電流流動(dòng)過(guò)的過(guò)程中,會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)閘門(柵極),,而柵極的寬度正是平時(shí)所說(shuō)的芯片工藝,,也就是XXnm,比如蘋果A16就是4nm工藝,,理論上柵極的寬度就是4nm,。

而要提高芯片工藝,比如從4nm到3nm,,再?gòu)?nm到2nm,,就要縮短?hào)艠O的寬度。

而柵極的寬度小了,,那么源極漏極間的距離就短了,。這樣造成的后果是源、漏兩極的電場(chǎng)對(duì)柵極產(chǎn)生干擾,,然后柵極對(duì)電流的控制能力大大下降,,最后芯片不穩(wěn)定,漏電,,功耗增加,,性能下降等等……

以前7nm、5nm,、3nm時(shí),,這種情況還稍能夠控制,從而不產(chǎn)生大的影響,,但到2nm時(shí),,就沒(méi)法控制了,必須有進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)才行,。

如何在縮短?hào)艠O寬度的同時(shí),,還減少源、漏兩極的電場(chǎng)對(duì)柵極的干擾,?那就是要改變材料的特性了,,使柵極更穩(wěn)定。

之前臺(tái)積電等廠商,,已經(jīng)試過(guò)很多辦法,,比如在芯片材料中摻雜磷原子,,然后再對(duì)這個(gè)混合物進(jìn)行加熱退火,提高磷原子平衡濃度,,激活活性,提高導(dǎo)電性能,。

但目前這項(xiàng)技術(shù)也遇到了一些困難,,普通的摻雜工藝不行,磷原子的平衡濃度不夠高,,達(dá)不到要求,,并且在進(jìn)行加熱退火處理時(shí),還可能會(huì)導(dǎo)致晶體管膨脹,。

于是近日,,康奈爾大學(xué)的研究人員提出了一種新的提高磷的平衡濃度的方法:微波技術(shù)。

在試驗(yàn)的過(guò)程中,,研究人員把摻雜磷原子的芯片,,放到改進(jìn)后的家中微波爐中進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)微波技術(shù),,可以使得芯片材料中的摻雜原子被激活,,還不會(huì)出現(xiàn)晶體管膨脹的狀況。

目前康奈爾大學(xué)的James Hwang與博士后詹盧卡 · 法比(Gianluca Fabi)共同申請(qǐng)了微波退火器的兩項(xiàng)專利,,同時(shí)相關(guān)論文已發(fā)表于 Applied Physics Letters,。

研究人員預(yù)測(cè),這一項(xiàng)技術(shù)在2025年就會(huì)應(yīng)用于芯片制造上,。

而2025年,,臺(tái)積電、三星的2nm芯片可能就會(huì)量產(chǎn)了,,所以也就是說(shuō),,2nm芯片的制造,除了EUV光刻外,,可能還需要加一個(gè)微波爐了,。



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