微电子技术发展面临的限制及发展前景探究

发表时间:2021/6/15   来源:《科学与技术》2021年第6期   作者:杜胜金,段宏,程春阳,马林,高原
[导读] 随着我国社会经济的不断发展与进步,科学技术也因此得到了长足发展,不仅丰富了现代化技术的种类
        杜胜金,段宏,程春阳,马林,高原
        北方自动控制技术研究所 山西太原 030006
        摘要:随着我国社会经济的不断发展与进步,科学技术也因此得到了长足发展,不仅丰富了现代化技术的种类,而且提升了各种技术的实用性与针对性。微电子技术是现代化科学技术发展的核心产物,为社会各行各业、各个领域的发展带来了巨大的影响。基于此,本文分析微电子技术发展面临的限制以及未来发展前景,供广大研究人员参考。
        关键词:现代化技术发展;微电子技术;发展现实;发展前景

        引言:微电子技术是现代化技术发展的结晶,同时也是电子信息行业发展的核心技术。随着国内科学技术的日渐发展,市场上出现了很多种类的新型电子技术。在众多新型电子技术中,微电子技术是应用最为广泛、应用效果最为突出、渗透性最强的技术之一,对航天技术领域发展、通信技术发展与计算机技术发展都具有深远的影响。
1微电子技术发展困境
1.1材料方面的困境
        近期,我国微电子技术所使用的材料多数都是单晶硅、多晶硅两种,而这两种材料使用时很容易受到介电常数因素、载流子运作效果和速度因素、载流子饱和度因素、热导性能因素等的影响,尤其在技术应用状态具有高集成度特点的情况下,因为这些不利因素的存在,会导致微电子电路出现性能问题,从而对技术的广泛运用造成不良影响[1]。
1.2工艺技术方面的困境
        微电子技术所采用的工艺技术,主要涉及到微细线条类型、离子注入类型、光刻类型等,其中广泛应用的就是光刻技术,但是又受到这种技术的制约。例如:上个世纪末期阶段就有很多专家学者认为,相关的光学技术会局限于一微米,近年来在科技进步的过程中,光学技术在应用方面已经开始拓展到0.06微米这个范围,但是,具体应用期间也可能会在微电子设备分辨率不良、焦深不合理的制约下,对其普及、发展等造成不利的危害[2]。
1.3物理方面的困境
        当前微电子技术在实际运用期间,通常是将硅基互补金属氧化物所制作成为的半导体当作是基础部分,且科技开发研究的过程中多集中在增强集成电路性能方面、改善芯片元件容量方面。从实际情况而言,无论是提升性能还是改善容量,都需要电源电压具有一定的适应性,而减小芯片势必会使得电压受到一定影响。当前在技术研究的过程中,不能通过物理因素的协调方式来应对电子、离子方面的物理问题,在一定程度上会导致技术的进步受到制约。
2.微电子技术发展前景
2.1优化制造工艺,适应环保目标
        伴随微电子制作工艺的进步,微电子技术的稳定性与适配性也有所提升,在工艺加工上取得了一定的创新成就,从平面分布逐渐发展到目前的多功能工艺、高密度工艺,由此微电子技术制造工艺将朝着更加多元化发展。超晶格工艺得到的是半导体器件,这种器件的优势在于电流传输速度更快,远超过其他导体,其速度可以达到普通导体的10至100倍,在敏感型集成电路中,可以通过尽量缩小器件整体体积的方式,达到节约成本的效果,而且还可以使器件的稳定性与适配性得到大幅增强。

伴随着微电子集成度显著提高,光刻技术也得到了稳定的发展。由于透镜整体分辨率的提升、光刻设备技术的提升、光刻问题有效解决,微电子技术性能可以更加充分地的得到完善。现代化集成电路发展方向逐渐朝着摩尔定律结构发展,由原有的二维集成演变为三维集成,很大程度上完成集成电路的技术突破。不仅如此,微电子技术发展将向着绿色化进发。向绿色化进发不仅是电子技术的发展需求,更是社会需求核心导向。微电子技术涉及到能源消耗问题将会因此得到有效控制,日后微电子技术的升级方向将以环保为最终目标,同时这也是国内建设可循环发展的必然要求,因此微电子行业的顶尖人才应该不断对制造进行优化[3]。
2.2优化制造材料,优化生物技术
        影响到微电子技术的应用除了制造工艺,还有制造材料,因此在微电子技术发展过程中除了制造工艺外,制造材料的选取与改进同样是优化微电子技术的重要环节。为消除传统材料缺陷对微电子技术创新与发展带来的制约。电子研究领域正在积极寻找可以替代原有材料的新型材料,期望可以通过新型材料的引入打破传统微电子技术优化的局限。经过多年的努力,现已发现砷化镓等优质的电子导体材料,这些电子导体材料与微电子技术更加契合,很大程度上提升了集成电路的整体性能,例如使用磷化铝制造出的集成电路,可以在很大程度上降低电路的工作温度,提升开关速度,保障微电子产品的抗电磁干扰能力等。为了保障微电子技术的应用性与适配性,通过生物完善微电子技术困境,可以将微电子技术和生物研发技术有机结合,通过二者的结合可以产生出生物芯片,因此,微电子技术与生物研发技术有机集合对于微电子行业发展具有一定的实际意义[4]。
结语:
        总而言之,微电子技术发展与现代化技术发展息息相关,二者之间具有诸多契合之处,限制微电子技术发展的因素有材料方面的困境、工艺技术方面的困境、物理方面的困境;专业的微电子从业人员可以通过有优化制造工艺,适应环保目标、优化制造材料,优化生物技术等方式开展微电子技术优化工作,为微电子行业发展奠定坚实而稳固的基础。
        参考文献:
        [1]陈超.关于现阶段国家示范性微电子学院建设的几点思考——以浙江大学微电子学院为例[J].大学教育,2020,12(27):1221-1224.
        [2]孙立锐,卞学愚,刘博文.互联网环境下高校学生事务工作创新研究 ——以西安电子科技大学微电子学院2017级学生教育、管理为例[J].高教学刊,2020,13(14):232-234.
        [3]付冬娟,夏晓川,张贺秋.高校教师党支部书记"双带头人"培育工程的实施举措和思考——以大连理工大学微电子学院为例[J].西部学刊,2020,13(29):2187-2189.
        [4]雷鉴铭,邹雪城,邹志革.集成电路产业创新型卓越工程师培养模式的构建——以武汉国际微电子学院集成电路卓越工程师培养为例[J].吉首大学学报:社会科学版,2019,13(01):291-293.
        
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: