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纳米技术缩小记忆存储器体积(03年12月23日) - 2003-12-24


纳米技术这个词,现在经常会在日常言谈话语中出现。纳米技术的应用领域非常广泛,其中之一就是微电子技术。最近,IBM公司的研究人员,就利用新的纳米级生产工艺,成功地缩小了记忆存储器的体积。

计算机的性能,主要依靠处理器芯片的速度和内存。芯片的制造现在主要依靠是光刻技术。过去20年来,随着计算机性能的不断升级,光刻技术的精确程度也逐渐走向极限。如何突破瓶颈,是IBM 和Intel 等很多公司研究的重要方向。

*IBM成功运用纳米技术*

IBM公司最近,第一个成功地把纳米技术应用在传统的微电子器件生产上,既能缩小微电子器件的体积,又能提高晶片性能。IBM公司的研究员张郢介绍了这一创新的特色。他说:“特点是用聚合物大分子的不相容性和自排列性,把这两个特性混合在一起,在一定条件下就可以产生很小的纳米点阵,点阵的尺寸就要比光刻技术小很多,可以到20个纳米那么小。”

20纳米到底有多小,比较一下你就知道了。纳米是一米的十亿分之一,而人头发的直径就有五万个纳米。IBM这一创新的关键,是利用了聚合物的不相容性和自排列性。张郢解释说,聚合物的长分子链,在固定条件下,分子的数量是固定的,尺寸大小也就固定了。如果同时存在两种不同特性姆肿恿矗�二者不能随意地结合起来,融成一体�? 张郢说,因为分子链的尺寸已经由分子数量所决定,两种聚合物又不能相互结合,所以研究人员可以在一定温度下把聚合物凝固下来,把中间部分取掉,就会出现有序的平面排列,排列的点阵可以代替光刻技术,生产微电子器件。

他说:“自排列性的起因是不相容性,把它混合在一起就能自排列,如果在不同的条件下,还可以调整自排列点阵的尺寸大小,特点是可以很小,用纳米技术特别小,再有一个就是尺寸非常精确,不被其它的物理条件所决定,而是由大分子链上的分子数量所决定。”

*新工艺可能性得到证实*

IBM公司的研究员张郢介绍说,这种新工艺的可行性已经得到了证明,今后的应用领域还能扩大,但是这种技术需要进一步开发,因为他们眼下还面临一些挑战。他举例说:“自排列的尺寸限制,如果要变它的尺寸,就要把分子的数量进行变化。整个分子在聚合物中间,变化范围就比较有限,我们就不象光刻技术可以在比较大的范围内调整。这是一个,再一个就是说,我们现在的排列点阵现在都是采取圆的点阵,我们现在正在做研究,要把它变成线状排列。”

张郢说,在微电子研究领域,Intel 和IBM始终走在最前面,但是Intel 的重点是把现有技术完美化,而IBM 一直都在挖掘新的途经,比如说用铜取代铝做导线,寻找氧化硅以外的原料等。他表示,今后微电子领域的总体研究方向,是要尝试不同的途经,努力突破生产上面临的极限。

张郢说:“遇到物理上的极限,同时也遇到技术上的极限,为了要突破极限,现在各公司研究部门和大学都在想办法,我们一方面是要把传统的工艺推向极限,怎么样能做了更小,另一方面要花很大的力气做新的结构,IBM也做了很多,比如说用量子方法做,用碳的大分子来做,用各式各样的方法来做,现在我们面临的主要问题就是在完美现有工业的同时,要怎么样找到新的材料,新的结构,用不同的物理原理做不同的结构,突破瓶颈,突破极限。”

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