集成电路新工艺技术的发展趋势(5)
从目前硅基光电集成取得的进展来看,SOI 材料将是很好的平台。III-V 族半导体的纳米线和量子点等将在激光器方面发挥重要作用,它们如何高质量地生长在 SOI 材料上并在此基础上制备高效率的激光器将是一个重要的研究领域。另外,新兴的二维材料如石墨烯也在光电集成中显示出诱人的应用前景。
近年来,基于石墨烯的超快探测器(响应时间仅几十飞秒)和可与硅集成的在热稳定性和光带宽等方面均优于传统硅调制器的石墨烯调制器都已有报道。显然,如何在硅基上大面积且可控地生长高质量的二维材料是材料科学家们面临的挑战。
9结语
逻辑器件工艺,存储器件工艺和新特色工艺组成集成电路制造的主要领域。当前集成电路量产工艺技术节点已经从 14 nm 发展到 7 nm 。国际上众多集成电路和半导体厂商已经着手 5~3 nm 及以下的工艺技术开发。在逻辑器件方面,环栅纳米线器件技术将极有可能在不久的将来取代现有的 FinFET 工艺,而一些新材料和新结构晶体管器件技术也将在不同的领域得到重点研发。在存储器件方面,韩国、日本和美国的几大主要厂商已经开发出了成熟的 3D NAND 技术,并开始尝试一些新原理存储技术。在新特色工艺方面,随着集成电路元器件尺寸的不断微缩和芯片制造工艺复杂度的不断提升,对现有工艺的变革已经刻不容缓,要求我们从器件结构、配套工艺、集成方法等多方面协同创新,在保证芯片整体性能和稳定性不断提升的同时,降低工艺波动带来的负面效应。
当前,我国大陆集成电路制造产业正处于高速发展期,在销售规模、技术升级、产能扩展和规划新生产线建设方面都取得显著进展。但是,当前我国大陆集成电路制造业规模占全球不到 10%,制造技术水平与国际先进工艺技术还有近两代差距,这与我国作为集成电路消费大国的地位严重不匹配。对此,进一步加速我国集成电路产业发展,提升我国集成电路制造技术水平仍然十分紧迫。
参考文献
[1] 上海市集成电路行业协会.2019年上海集成电路产业发展研究报告[M].北京:电子工业出版社,2019.