我們經常聽到今年最新的手機中央處理器 (CPU) 是多少納米 (nanometer) 制程,例如3 納米。之前有一篇文章談及這個納米的意義在於愈細小的話,我們可以集成更多電晶體在電路上,從而提升效能;那實際上我們是如何可以在納米的尺度下製作出這些電路,而我們的終極目標,只有一層原子厚度的電路,又是如何可能實現呢?
光刻技術 所有的起點
光刻技術可以分作兩部分去理解。
這個技術的核心是一種層疊的概念。就好像興建樓宇一樣,我們一層一層的疊上去來建構我們需要的結構。
另一部分就是如何可以在每一層造出我們想要的結構。這部份是通過使用光罩(photomask)和光敏材料來將圖案投影到矽晶圓上。當光線透過光罩後,根據圖案的設計,將光敏材料暴露在紫外光下,形成所需的圖案。
這兩個概念加在一起,光刻技術在製造過程中,將不同的材料,以光刻來形成需要的結構,再層疊在矽晶圓上,每一層都扮演著特定的角色,如絕緣層、導體層或者結構層。通過層疊不同材料,我們可以實現複雜的電路設計和功能。
ALD 原子層沉積技術
由上面的基礎我們可以想像,如何製造一層可以讓光刻去精密地刻出所需圖案的薄膜是整個技術的一個關鍵,而現在我們使用的技術是 ALD(原子層沉積技術)。ALD是一種高度精密的薄膜製造技術,它通過逐層沉積原子來形成薄膜,確保了薄膜的均勻性和一致性。這種技術能夠在微納米尺度上實現極高的精度和控制,使其成為製造先進電子元件的理想選擇。
結語:在科技不斷進步的今天,光刻技術和ALD技術的結合為我們帶來了無限的可能性,同時也挑戰著我們對微細世界的理解和掌握。通過不斷地研究和創新,我們或許能夠揭開更多微電子製造的奧秘,並開創出更多引人矚目的科技成就。