光刻技術在微電子裝置上的應用及展望論文

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光刻技術的原理,就是用光學複製的手段,在半導體中形成影象,進而用來製作電路和為微電子裝置服務。近年來,我國的光刻技術發展非常迅速,在積體電路的生產中應用非常廣泛,已經具備了較為獨立和成熟的光刻能力。在未來,光刻技術在微電子裝置上的應用還將會繼續發展。本文對光刻技術在微電子裝置上的應用和發展進行了一些分析和展望。

光刻技術在微電子裝置上的應用及展望論文

【關鍵詞】光刻技術微電子裝置應用分析展望

光刻技術在微電子裝置中應用的關鍵,是光的應用能力及相關操作問題。我國光刻技術經歷了較長時間的發展,從最開始的技術落後到現今的逐漸成熟,我國光刻技術在微電子裝置上的應用取得了可喜的成果。今後隨著微電子裝置的不斷髮展,光刻技術仍然需要進一步改進和提升。因此,對於光刻技術在微電子裝置上的應用研究是非常有意義的。

1光刻技術在微電子裝置上的應用

在光刻技術和微電子裝置的發展過程中,二者是共生、依存的關係,二者的發展進步都離不開對方的演變。在上世紀第一臺光刻機問世後,光刻技術一直都在以驚人的速度發展,我國的光刻技術發展成果也非常顯著,已經可以熟練掌握2μm、1μm、0.5μm、0.25μm等不同要求的光刻技術,並著重研發了1μm光刻技術,且取得了較大成就。當然,在光刻技術發展的過程中,微電子裝置的發展也在不斷進行著。世界上第一個半導體電晶體同樣誕生於上個世紀,到目前為止,半導體電晶體的發展已經經歷了半個多世紀的時間,加工尺寸越來越小,目前我國以及跟可以加工奈米為單位的半導體電晶體,可見微電子裝置發展的迅速。微電子裝置的迅速發展,和光刻技術的進步是分不開的,可以說光刻技術的技術能力對於微電子裝置的研發有著最為關鍵的影響作用。光刻技術的應用貫穿了微電子裝置生產的各個環節,隨著光刻技術發展的多樣化、成熟化、獨立化,微電子裝置的生產也顯現出了同樣的趨勢。

隨著光刻機鐳射功率的提升以及光刻抗腐蝕能力的增加,光刻技術的成本下降了很多,這引發了微電子裝置發展的一次新的浪潮。但是我們需要重視是,光刻技術雖然已經取得了讓人可喜的成就,但是其仍然存在一些固有的缺點,因而,微電子裝置在依賴光刻技術的情況下,要想實現大跨越式的發展,就必須克服當前光刻技術的一些缺點,革新相關技術。這正是當前相關科研工作者在努力研究的方向,也是未來微電子裝置發展的瓶頸。

2微電子裝置應用光刻技術的發展展望

2.1微電子裝置發展對積體電路的高要求

從微電子裝置誕生以來,微電子裝置的生產就對積體電路的要求較高,積體電路製造工藝的高低也直接決定了微電子裝置的質量高低。在未來微電子裝置的繼續發展過程中,要想進一步提升質量、提升工作能力,就必須加大對積體電路的科研工作,提升積體電路的技術含量。可以預見的是,未來微電子裝置對積體電路製造過程中的光刻要求會越來越高,而目前的`光刻技術是難以滿足那樣的高要求的,因此,未來光刻技術的發展仍然會是相當長一段時間內製約積體電路和微電子裝置發展的重要因素,除非有新的積體電路製造技術能夠在高標準的要求下取代光刻技術。不過從目前的科研情況來看,要利用新型技術實現對目前光刻技術的合理取代仍然需要一段較長的研究時間。

2.2光刻技術發展面臨的瓶頸

在經歷了半個世紀左右的發展後,光刻技術已經基本成熟,其理論依據、技術能力已經到達了一定的瓶頸。從光刻技術的發展歷程來看,隨著光刻手段的不斷更新,光刻技術能夠完成的尺寸越來越小,但是這種光刻技術的發展不會讓其能夠完成的尺寸無限小下去,根據相關科研人員和業內人士的觀點,光刻技術的完成尺寸瓶頸將會是50nm,50nm可以說是在目前的光刻原理下光刻技術所能完成的極限尺寸,小於50nm的光刻尺寸光刻技術將很難能夠完成。也許當光刻技術到達50nm後,由於其工作能力無法和微電子裝置的發展相匹配而會滋生出新興的技術來取代光刻技術,但是為目前為止,人類的光刻技術還未能達到50nm,而且,在未來幾年之內,人類的光刻技術也最多隻能到達70nm,要達到50nm的光刻標準,光刻技術還將經歷一段較長的發展歷程。據科研人員描述,70nm光刻技術已經具有相當的難度,包含了多種高科技的光刻手段,而光刻技術要想超越50nm的瓶頸,必須採用跨越式的光刻技術,這將是未來人類光刻技術發展的一大目標。

2.3極紫外曝光光刻技術的應用

在未來光刻技術的發展中,極紫外曝光光刻技術的應用可能是光刻技術發展的重要方向。極紫外曝光光刻技術是人類的新發現,源於稀有金屬的發現。極紫外曝光光刻技術目前的研究還遠未達到成熟,但是其在光刻技術中的超強能力已經逐漸體現了出來,受到相關科研工作者的關注。研究人員表示,在未來極紫外曝光13nm將會在光刻技術中有很大的發展前景,將有可能成為人類突破50nm的光刻技術瓶頸的關鍵。通過目前的一系列研究同樣可以發現,極紫外曝光光刻技術具有非常大的發展潛力,其應用範圍較為廣泛,甚至可以讓微電子裝置電路板的寬度小到0.05μm左右,這項技術一旦成熟,其成就將會是突破性的、歷史性的,對於未來微電子裝置的發展有著重要的影響作用。在目前光刻技術面臨瓶頸的情況下,未來極紫外曝光光刻技術的發展將會是微電子裝置科研工作者的主要研發方向。

3總結

21世紀將會是光刻技術和微電子裝置發展的黃金時間,隨著相關科研工作者的努力,相信下一代光刻技術一定會在未來某個時間點誕生,突破目前的光刻技術瓶頸,迎來光刻技術發展的新階段。當然,光刻技術和微電子裝置之間的相互依賴關係仍然將會在未來一段時間內保持下去,光刻技術的進步仍然將深刻地影響微電子裝置的發展。

參考文獻

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