文档介绍：第期电子学报
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硅微电子技术物理极限的挑战
王阳元韩汝琦刘晓彦康晋锋
北京大学微电子研究所, 北京
【提要】本文对硅微电子技术在发展过程中随着半导体器件的不断缩小和芯片集成度的不
断提高, 所面临着一系列的挑战进行了回顾和展望, 并从基本物理规律、材料、工艺技术、器件、电
一
路和系统等几个方面对其来自于基本物理极限和实际的物理限制的挑战进行了讨论其中起源于
基本物理规律的基本物理极限是不可逾越的, 而在实际发展过程中由于材料、结构、工艺技术及电
路和系统方面的一系列具体因素产生的实际物理限制则是有可能突破的同时还探讨了从传统硅
微电子技术和新一代量子电子器件两方面突破实际物理限制的可能性
关键词硅微电子技术, , 基本物理极限, 实际物理限制, 量子电子器件
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一、引言据预测在今后的年内这种发展趋势不会减缓这
是它产业法之比所拟
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自从年前晶体管发明以来微电子技术无论
目前, 以拼工艺技术为主流的微电
是从其发展速度及对人类社会生产和生活的影响,
子技术已进人大生产拜二的器件乃至
都可以说是科学技术史上空前的多年来, 为了
四的器件在实验室中已制备成功
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提高电子集成系统的性能降低成本器件的特征尺,
研究工作已进人亚哪、技术阶段典型的特征尺
, ,
寸在缩小制作工艺的加工精度不断提高同时硅片,
寸可望达到一拜相应的栅氧化层厚度只
的面积也在不断增大芯片的集成度大体每隔一,
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年半增长一倍, 性能随之提高, ’的特征尺寸大体
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微电子技术发展的目标便是不断地提高集成系
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就预言了这种接近指数律的发展之后虽然不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉以
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有人多次预测这种发展趋势将减缓但是微电子产为例, 沟道长度的缩小可提高集成电路的
业多年来发展的状况证实了的预言, 而且速度同时缩小沟道的长和宽便减小了器件的尺寸,
年月收到, 年川月修改定稿
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丫脚硅微电子技术的极限可从理论极限和实际限制
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入卜、两个层面上看具体归纳成基本物理规律材料
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