紙引未來訊晶圓代工大廠包括臺積電、英特爾、三星等公司在2017年陸續將制程進入10奈米階段,而且準備在2018年進入7奈米制程試產,甚至2020年還將要推出5奈米制程技術。因此,隨著制程技術的提升,半導體制程也越來越逼近極限,制造難度也越來越大。就以5奈米之后的制程來說,到目前為止都沒有明確的結論。對此,美國布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory,簡稱BNL)研究人員日前宣布,開發出可以達成1奈米制程的相關技術與設備。
根據外電報導,美國能源部旗下的布魯克海文國家實驗室研究人員,日前宣布成功采用電子束印刷技術,成功制造了尺寸只有1奈米的印刷設備。據了解,這個實驗室的研究人員采用電子顯微鏡,制造出比普通電子束印刷(EBL)技術能做出的更小尺寸。這使電子敏感性材料在聚焦電子束的作用下,尺寸得以大大縮小,達到可操縱單個原子的程度。而這項技術與設備的誕生,則可極大的改變材料特性,從導電變成光傳輸,或這兩種狀態下交互執行。
就目前發表的內容觀察,1奈米印刷使用的是掃描投射電子顯微鏡(STEM),隔開11奈米,這樣一來每平方公厘就能實現1兆個特征點(features)的密度。再透過偏差修正STEM在5奈米半柵極在氫氧硅酸鹽類抗蝕劑下,實現2奈米的分辨率。
雖然,這也不是科學家第一次達到1奈米級別的技術,2016年美國能源部下屬的另一個國家實驗室也宣布發展出1奈米制程技術。這部分使用的是奈米碳管和二硫化鉬等新材料。不過,不管是哪一邊開發出的新技術與設備,就目前觀察,這項技術都不會很快量產。因為奈米碳管晶體管跟PMMA、電子束光刻一樣,跟目前的半導體制程技術有明顯差異。因此,要讓廠商一下子全部淘汰現有設備,這還需要一段時間布局。
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