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研究人员为了缩小半导体的布线

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全球金属表面处理和电镀行业化学品的主要生产商刚刚与凯斯西储大学签署了一项重要的研究合同,旨在开发新的化学品和工艺,使日常生产中比以前更小的半导体器件的制造成为可能。

这种较小的半导体对制造功能更强大,功能更强大的电脑,手机和其他电子设备至关重要。

总部位于柏林的安美特德国有限责任公司总部位于柏林,是一家拥有4000名员工的全球性公司,过去六年来一直与凯斯西储大学的研究人员合作开发先进的半导体器件金属化改进化学和表征技术。电镀。

这些过程通过电镀提供在半导体器件内分配电流的纳米级铜线网络。然而,随着未来一代设备越来越小,电镀技术将在22纳米左右的器件达到极限,不久将投入商业化生产。

为了进一步小型化,凯斯西储大学和安美特将共同探索金属化技术(称为无电沉积)的应用,用于金属化小于22纳米的半导体特征。

化学沉积使用化学反应而不是电流来沉积设备上的金属层,如电脑芯片。由于不需要电流来沉积金属,独立的隔离特征可以被金属化。新的研究将解决诸如产生高成核密度的无电层的挑战,以确保在极薄的层中仅有几百个原子厚度的足够接触和均匀沉积。 “安大略省负责半导体技术的副总裁罗伯特·普雷瑟(Robert Preisser)表示:”大学有能力解决和应对我们在应用这项技术时面临的挑战。 “我们准备投资,帮助发展,然后实施新技术。”

凯斯西储与安美特已经有了长期成功的合作关系。该大学化学工程系主任Uziel Landau与Atotech公司合作开发了一种技术,使他们能够在小规模电镀和表征电化学过程。

“在传统的电镀中,金属通过电流镀上”Landau说。 Preisser说:“在半导体技术应用中,这种技术的应用可以达到约22纳米的铜互连结构。”

Preisser说,继续沿着小型器件的发展道路,需要一个全新的技术。

化学工程副教授Rohan Akolkar说:“无电沉积很有可能用于制造尺寸小于10纳米的极小结构。

Akolkar最近加入凯斯西储大学,在波特兰的英特尔研发部门工作了多年,在那里他带领研究团队专注于开发新型互连策略。

“对我们来说,一个重大的挑战和机遇就是要了解无电沉积中复杂的电化学。这种电化学是实现更小,但更可靠的互连的关键,使我们能够进一步扩展摩尔定律“,Akolkar说。摩尔定律是一个观察,晶体管的数量适合芯片大约每18个月翻一番。

就像他们在电镀方面所做的那样,这个新公司将会探索制造较小半导体的基础和应用科学。研究人员将研究利用选择性反应精确地铺设纳米级金属层的化学品。

Preisser说:“在我们多年的合作过程中,我们在纳米金属化工艺的科学理解方面取得了重大进展。他补充说,这种关系将继续下去,并将进一步扩大。凯斯西储大学有更多的教师参与电化学技术研究 比国内任何其他大学都要重要。他们包括化学工程,材料科学与工程,化学和高分子科学与工程的研究人员,他们经常合作解决多学科项目。新的研究计划将利用这些广泛的科学能力。

“这是多学科的研究;人们需要了解金属结构,化学反应,表面相互作用和流体动力学,“Landau说。 “这是在不同学科的接口。”

该研究项目将集中在化学工程,材料科学与工程,高分子科学与工程等四个系的教师。除了参与研究的研究生之外,安美特将聘请几位自己的科学家参加该计划,他们将在Case现场积极参与研究,促进大学与公司之间的协作与沟通。

来源:CWRU

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