今儿个,咱来聊聊HKMG这个东西,这玩意儿在我最近捣鼓的芯片制造里头,可是个顶顶重要的角色。
我对这玩意儿也是一头雾水。就知道它好像跟芯片制造有关,但具体是个咋个运作,完全没概念。后来我不是开始上手做实验嘛才慢慢摸到点门道。
第一步,当然是准备工作。
我得先搞到一块基板,就像盖房子得先打地基一样。这基板,通常是硅(Si)做的,这玩意儿在半导体材料里头可是占大头,基本上95%以上都是它。然后,这基板还分尺寸,有12寸的,还有更小的,像我这回用的就是12寸的,听说这种大尺寸的,做出来的芯片更先进,能做到5-28nm。
然后,就是一系列复杂的操作。
我先得把这基板给“洗”干净,这叫“氧化”。我在上面涂一层胶,这叫“涂胶”。然后,用光照在这层胶上,这叫“光刻”和“曝光”。这还不算完,还得用特殊的“刀”去“雕刻”这层胶,这叫“刻蚀”。
做完这些,我还要往里头“打针”,这叫“离子注入”。“打完针”还得给它“加热”,这叫“退火”。我还要在上面“盖”一层薄薄的膜,这叫“薄膜沉积”。
这中间,要是哪一步没做或者需要再加点我就得从“涂胶”那一步再来一遍,整个过程就像个循环。
- 制备基板
- 氧化
- 涂胶
- 光刻
- 曝光
- 刻蚀
- 离子注入
- 加热退火
- 薄膜沉积
说到这HKMG,它到底是个啥?
简单来说,它就是用两种新材料。以前,芯片里头有个叫“栅极”的东西,就像个门,控制着电流的进出。这“门”下面有一层薄薄的“绝缘层”,以前都是用一种叫二氧化硅的材料做的。但这玩意儿有个问题,就是容易“漏电”。
HKMG,就是把这层“绝缘层”换成一种新的材料,这种材料的“K值”很高,所以叫“High-K”。这样一来,就不容易“漏电”。还把“门”本身也换成一种金属材料,所以叫“Metal Gate”。
为啥要把这两个东西放在一起说?
这两者本来没啥必然联系,但因为它们都是为解决“漏电”问题,而且都是在差不多的时间出现的,所以大家就习惯把它们放在一起说。我这回做的实验,就是要把这两种新材料用到芯片里头去。
说说这玩意儿的好处和难处。
用HKMG,芯片的性能就能提高不少,速度更快,功耗更低。但是,这玩意儿也让整个制造过程变得更复杂。因为这新材料和以前的材料很不一样,所以很多步骤都得重新调整。
这HKMG技术,虽然复杂,但确实是让芯片变得更好的关键一步。我这回的实践,也算是对这玩意儿有一个更深的解。
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