2nm半導(dǎo)體工藝因家用微波爐獲突破 解決部分制造難題
為了保持半導(dǎo)體技術(shù)的不斷縮小，硅必須摻雜越來越高的磷濃度，以促進精確和穩(wěn)定的電流傳輸,。目前,，隨著工業(yè)上3nm芯片的大規(guī)模生產(chǎn),，傳統(tǒng)的退火方法仍然有效,。然而,，當(dāng)工業(yè)達到3nm以上時,，必須確保磷濃度高于其在硅中的平衡溶解度,。除了達到更高的濃度水平,，一致性對于制造功能性半導(dǎo)體材料也至關(guān)重要。
美國康奈爾大學(xué)的科學(xué)家一直在使用改進的家用微波爐來幫助克服實際生產(chǎn)2納米半導(dǎo)體的主要障礙,。由此產(chǎn)生的微波退火爐借鑒了TSMC的微波和硅摻雜磷的理論,。因此，半導(dǎo)體制造商可以使用新設(shè)計的設(shè)備和技術(shù)來突破以前的磷濃度限制,。
據(jù)康奈爾大學(xué)官網(wǎng)報道,，康奈爾大學(xué)工程學(xué)教授改造的家用微波爐正在幫助“烹飪”下一代手機、電腦和其他電子產(chǎn)品,，因為這項發(fā)明已被證明克服了半導(dǎo)體行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn),。
TSMC此前推測，微波可以用于退火(加熱)過程,，以促進磷摻雜濃度的增加,。但以前的微波加熱源往往會產(chǎn)生駐波，不利于加熱的均勻性,。簡單來說,，以前的微波退火設(shè)備對其內(nèi)容物加熱不均勻。
TSMC支持康乃爾大學(xué)的科學(xué)家進行微波退火研究,。在康奈爾大學(xué)本周早些時候分享的最終科學(xué)論文中,，科學(xué)家們得出結(jié)論，由于他們采用了先進的微波退火方法,，他們已經(jīng)“克服了高于溶解度的高穩(wěn)定摻雜的基本挑戰(zhàn)”,。
這項突破可能會改變微芯片上使用的晶體管的幾何形狀。20多年來,，晶體管一直被制成像背鰭一樣直立,，以便在每個微芯片上封裝更多東西，但制造商最近開始試驗一種新的架構(gòu),，其中晶體管作為納米板水平堆疊,，這可以進一步增加晶體管的密度和控制。通過微波退火的過摻雜材料將是新結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,。