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新技术有望实现三维芯片制造产业化
2026年06月02日 17:00:44
来源：化工仪器网 点击量：4749
近日，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校研究团队开发了一种新的工艺，有望突破现阶段三维芯片制造存在“壁垒”。
三维芯片是通过硅通孔(TSV)技术垂直堆叠多层晶片形成的新型半导体结构，具有高集成度、低功耗、高带宽、面积小等特点。考虑到芯片微型化发展的情况，从单一平面像三维发展史现阶段延续芯片性能提升趋势的关键路径，因此三维芯片被认为是延续芯片产业发展摩尔定律的关键路径。
然而，想到实现三维芯片的生产需要再已完成的下层电路上依次叠加制造新的硅器件层，但制造高质量硅器件需要超过1000摄氏度的高温，这个温度足以熔化下层电路中已有的金属互连线。也正因如此，业界给出了一个规定——在完成首层电路后，后续新增制造步骤的温度不得超过400摄氏度的热预算限制。也正因为这一受限于温度的制造矛盾，现阶段三维芯片制造存在“壁垒”。
不过，就在近日，这个“壁垒”被美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校研究团队攻破。
据悉，该团队开发了一种新的工艺。他们从施主晶圆上制备出厚度不足10纳米的独立单晶硅纳米薄膜，随后在不超过200摄氏度的条件下，将其通过卷对卷层压工艺精确转移并贴合到已制备好下层电路的接收基板上。从而在热预算限制，实现了三维芯片制造。实验结果显示，这种富有柔韧性的超薄硅膜能够与底层表面完美贴合避免界面缺陷。
不仅如此，团队还在晶体管设计做出调整，通过采用“无结”结构，避开了传统的高温掺杂步骤，更好的适应低温工艺。目前，该技术整在逐步迈向产业化，相关的成果也已经发表于《自然》杂志，感兴趣的读者可以自行查阅学习。
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