Служба новостей IDG, Тайбэй

С каждым усовершенствованием в технологии производства отрасль полупроводниковых устройств получает возможность выпускать более дешевые микросхемы

Производителям полупроводниковых устройств в скором времени придется искать новую подложку (которая придет на смену сделанным из чистого кремния «вафлям», используемым для создания микросхем), если они хотят «успеть» за темпами развития технологии производства микросхем. Таково заключение Стенли Майерса, президента отраслевой группы Semiconductor Equipment and Materials International.

Не в первый раз эксперты отрасли полупроводниковых устройств ищут способы улучшить возможности кремниевых «вафель» как подложки для своих продуктов

С каждым усовершенствованием в технологии производства отрасль полупроводниковых устройств получает возможность выпускать более дешевые микросхемы, потребляющие меньше энергии и имеющие более высокую производительность. Но, как подчеркивает Майерс, таких усовершенствований становится все труднее добиваться с уменьшением размера самой микросхемы.

«Мы использовали все возможности, которые позволяет подложка, состоящая из чистого кремния», — заявил Майерс.

Не в первый раз эксперты отрасли полупроводниковых устройств ищут способы улучшить возможности кремниевых «вафель» как подложки для своих продуктов. Сейчас самая передовая технология, используемая для производства микросхем в коммерческих объемах, — это технология с нормой проектирования 90 нм. Улучшения в технологии, такие как переход с нормы проектирования 130 нм на 90 нм, приводят к уменьшению размера проводящих путей, оставляя меньше места для электронов между молекулами кремниевой подложки. Решением этой проблемы стало появление растяжимого кремния.

Подложки из растяжимого кремния позволяют решить эту проблему за счет деформации кристаллов кремния, что дает возможность увеличить производительность микросхемы. На молекулярном уровне кристаллы кремния напоминают решетку из почти матричных молекул. Удлинение (или растяжение) этой решетки за счет нанесения тонкого слоя из сплава кремния с германием на кремниевую подложку создает больше пространства для движения электронов, позволяя им перемещаться с меньшим сопротивлением. Эта методика помогает транзисторам быстрее переключать состояние, улучшает общую производительность и снижает уровень энергопотребления.

Растяжимый кремний прекрасно подходит для современных, самых передовых процессоров и по-прежнему будет применяться в качестве основы при реализации процесса производства с нормами проектирования 65 мм и 45 мм. Однако для более совершенных процессов, как считает Майерс, необходима иная подложка.

Поиск замены подложкам, состоящим из чистого кремния, не единственная проблема, с которой сталкивается отрасль полупроводниковых устройств. Еще одна сложность, возникающая при уменьшении нормы проектирования до 45 нм, — это очистка микросхемы во время производственного процесса. Силы Ван-дер-Ваальса (название, данное слабому притяжению между молекулами) могут связывать нежелательные молекулы, такие как молекулы бора, с молекулами кремния. А учитывая расстояние между компонентами, которое предусматривают технологии производства с нормой проектирования меньше 45 нм, это станет серьезной проблемой, которую современными методами решить невозможно.

«Притяжение между различными молекулами может разрушить микросхему», — сказал Майерс, отметив, что существующие технологии очистки, при которых применяется вода или химические вещества, не позволяет преодолеть силы Ван-дер-Ваальса.

Компании, занимающиеся производством микросхем, несколько лет занимаются решением этих проблем, прежде чем перейти на технологии производства процессоров с нормой проектирования 45 нм. Корпорация Intel, представившая улучшенную технологию, планирует начать производство процессоров с нормой проектирования 65 нм в этом году, а на норму проектирования 45 нм перейдет в 2007 году. Как утверждают в Intel, корпорация планирует начать использование нормы проектирования 32 нм в 2009 году, а в 2011 году начнет производство микросхем с нормой проектирования 22 нм.

Но к тому моменту решение должно быть найдено. Майерс рассчитывает, что подходящая подложка будет создана в течение пяти-шести лет, но производителям микросхем необходимо работать вместе (и совместно нести расходы) для того, чтобы это произошло. «Нам нужно более тесно сотрудничать в области исследований и разработки материалов», — уверен Майерс.