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原子级微观加工

更新时间:2010-03-17 15:46:32

原子级微观加工技术

从半导体技术的发展进程中,可以清楚地看到一条脉络,就是器件越做越小。1950年前后,一个晶体管的面积约为3平方厘米,加工图形的线条宽度和最小线条间距为几百微米;1970年在同样的面积上可做1500只晶体管,加工线条为5微米左右;目前利用超精细加工技术,一个管子的面积可小到 20 X 20平方微米以下;预计到1980年,在3平方厘米面积上可做7万只晶体管,加工线条为1微米以下。从60年代起,小型化技术已进入了集成化时代。目前发展到超大规模集成阶段,突破了每个芯片容纳10万个元件的记录。

根据目前发展趋势,半导体材料和器件的微型化加工技术,在80年代发展到亚微米级(0.l-l微米)是毫无疑义的了。而且预计到本世纪未有可能进入原子级加工阶段。当前半导体技术的发展状况,已经显露各种苗头。如利用分子束外延技术,可以按一层一层原子进行单晶材料生长;利用等离子和离子束刻蚀技术,可以把材料的原子一个一个刻蚀剥掉;利用电子束曝光技术,可以曝光成80埃的线条图形。

原子级加工技术一旦突破,将使半导体技术学科出现一次新的大飞跃。现在的半导体器件和集成电路,是以对材料的宏观性质的精确控制为基础的。而原子级加工的实现,则意味着要以对材料的微观性质的控制为基础。这样重大的变革将使现有的器件和集成电路理论不再适用,需要建立别开生面的新理论体系,研究新的器件设计思想和工艺方案,甚至有可能出现新的学科领域。

原子级加工是在微观世界中进行材料和器件加工,它必将对其他学科领域产生重大影响。

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