Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Công nghệ siêu lấp đầy: chuyển giao tri thức từ Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia
Tóm tắt
Vào giữa những năm 1990, ngành công nghiệp bán dẫn đã sản xuất các thiết bị với kích thước mạch quan trọng dao động từ 0,35 đến 0,25 μ, và đã sử dụng nhôm hoặc hợp kim nhôm đồng để kết nối các thành phần của thiết bị. Tuy nhiên, kích thước thiết bị cần phải giảm để có thể nhanh hơn và hiệu quả hơn. Ở kích thước mạch 0,18 μ hoặc nhỏ hơn, nhôm không còn dẫn điện đủ tốt để duy trì hiệu suất của mạch; do đó, ngành công nghiệp đã xác định rằng đồng - một vật liệu dẫn điện vượt trội - sẽ cần thiết để giúp ngành sản xuất các thiết bị bán dẫn nhỏ hơn và nhanh hơn. Dù vậy, vẫn tồn tại những rào cản kỹ thuật, ngăn cản quá trình chuyển đổi mượt mà từ nhôm sang đồng. Do đó, vào những năm 1990, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã bắt đầu nghiên cứu tập trung vào công nghệ siêu lấp đầy nhằm hỗ trợ ngành công nghiệp bán dẫn trong giai đoạn này. Trong bài báo này, chúng tôi ghi chép lại những lợi ích kinh tế ròng (cá nhân và xã hội) phát sinh từ các khoản đầu tư nghiên cứu cốt lõi của NIST trong công nghệ siêu lấp đầy vào cuối những năm 1990 và đầu những năm 2000. Sử dụng phương pháp đánh giá và tiêu chí đánh giá truyền thống, chúng tôi đã tính toán ước lượng tác động kinh tế, và kết quả cho thấy rằng các nguồn lực công khai của NIST đã được sử dụng một cách hiệu quả từ góc độ xã hội.
Từ khóa
#công nghệ siêu lấp đầy #bán dẫn #nhôm #đồng #Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia #lợi ích kinh tế #nghiên cứu cốt lõi #tác động kinh tếTài liệu tham khảo
Andricacos, P. C. (1998). Electroplated copper wiring on IC chips. Interface, 7(1), 23–25.
Andricacos, P. C., Uzoh, C., Dukovic, J. O., Horkans, J., & Deligianni, H. (1998). Damascene copper electroplating for chip interconnections. IBM Journal of Research and Development, 42, 567–574.
Baker, B. C., Freeman, M., Melnick, B., Wheeler, D., Josell, D., & Moffat, T. P. (2003a). Superconformal electrodeposition of silver from a KAg(CN)-KCN-KSeCN electrolyte. Journal of the Electrochemical Society, 150(2), C61–C66.
Baker, B. C., Witt, C., Wheeler, D., Josell, D., & Moffat, T. P. (2003b). Superconformal silver deposition using KSeCN derivatized substrates. Electrochemical and Solid-State Letters, 6(5), C67–C69.
Josell, D., Baker, B., Witt, C., Wheeler, D., & Moffat, T. P. (2002a). Via filling by electrodeposition: Superconformal silver and copper and conformal nickel. Journal of the Electrochemical Society, 149, C637.
Josell, D., Beauchamp, C. R., Kelley, D. R., Witt, C. A., & Moffat, T. P. (2005). Gold superfill in sub-micrometer trenches. Electrochemical and Solid-State Letters, 8(3), C54–C57.
Josell, D., Bonevich, J. E., Moffat, T. P., Aaltonen, T., Ritala, M., & Leskelä, M. (2006a). Iridium barriers for direct copper electrodeposition in damascene processing. Electrochemical and Solid-State Letters, 9(2), C48.
Josell, D., Wheeler, D., Huber, W. H., Bonevich, J. E., & Moffat, T. P. (2001a). A simple equation for predicting superconformal electrodeposition in submicrometer trenches. Journal of the Electrochemical Society, 148, C767–C773.
Josell, D., Wheeler, D., Huber, W. H., & Moffat, T. P. (2001b). Superconformal electrodeposition in submicron features. Physical Review Letters, 87(1), 016102-1–016102-4.
Josell, D., Wheeler, D., & Moffat, T. P. (2002b). Superconformal electrodeposition in vias. Electrochemical and Solid-State Letters, 5, C49.
Josell, D., Wheeler, D., & Moffat, T. P. (2006b). Gold superfill in submicrometer trenches: Experiment and prediction. Journal of the Electrochemical Society, 153(1), C11–C18.
Josell, D., Wheeler, D., Witt, C., & Moffat, T. P. (2003). Seedless superfill: Copper electrodeposition in trenches with ruthenium barriers. Electrochemical and Solid-State Letters, 6(10), C143–C145.
Josell, D., Witt, C., & Moffat, T. P. (2006c). Osmium barriers for direct copper electrodeposition in damascene processing. Electrochemical and Solid-State Letters, 9(2), C41–C43.
Link, A. N., & Scott, J. T. (1998). Public accountability: Evaluating technology-based institutions. Norwell, MA: Kluwer Academic Publishers.
Link, A. N., & Scott, J. T. (2005). Evaluating public research institutions: The U.S. advanced technology program’s intramural research initiative. London: Routledge.
Moffat, T. P., Baker, B., Wheeler, D., Bonevich, J. E., Edelstein, M., Kelly, D. R., et al. (2002). Superconformal electrodeposition of silver in submicron features. Journal of the Electrochemical Society, 149(8), C423.
Moffat, T. P., Baker, B., Wheeler, D., & Josell, D. (2003). Accelerator aging effects during copper electrodeposition. Electrochemical Solid-State Letters, 6(4), C59.
Moffat, T. P., Bonevich, J. E., Huber, W. H., Stanishevsky, A., Kelly, D. R., Stafford, G. R., et al. (2000). Superconformal electrodeposition of copper in 500–90 nm features. Journal of the Electrochemical Society, 147, 4524–4535.
Moffat, T. P., & Josell, D. (2005). Seedless superfilling: Opportunities and challenge. Semiconductor FabTech, 27, 133–136.
Moffat, T. P., Walker, M., Chen, P. J., Bonevich, J. E., Egelhoff, W. F., Richter, L., et al. (2006a). Electrodeposition of Cu on Ru barrier layers for damascene processing. Journal of the Electrochemical Society, 153(1), C37–C50.
Moffat, T. P., Wheeler, D., Huber, W. H., & Josell, D. (2001). Superconformal electrodeposition of copper. Electrochemical and Solid-State Letters, 4, C26–C29.
Moffat, T. P., Wheeler, D., Kim, S.-K., & Josell, D. (2006b). Curvature enhanced adsorbate coverage model for electrodeposition. Journal of the Electrochemical Society, 153, C127.
Moore, G. (1965). Cramming more components onto integrated circuits. Electronics Magazine, 38(8), 114–117.
Office of Management and Budget (OMB). (1992). Circular No. A-94: Guidelines and discount rates for benefit-cost analysis of federal programs. Washington, DC: Author.
Siegel, W. (2002). Material innovations transform mainstream processor design. EETimes. Accessed 1 August 2008. http://www.eetimes.com/in_focus/silicon_engineering/OEG20020923S0066.
Tassey, G. (2003). Methods for assessing the economic impact of government R&D (NIST Planning Report 03–1). Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology.
US Department of Commerce: Bureau of Economic Analysis. (2008). Gross domestic product: Implicit price deflator. Accessed 8 September 2008 from http://research.stlouisfed.org/fred2/data/GDPDEF.txt.
Walker, M., Richter, L. J., Josell, D., & Moffat, T. P. (2006). An ellipsometric study of the Cl-induced adsorption of PEG on Ru and Cu UPD/Ru. Journal of the Electrochemical Society, 153(4), C235–C241.
West, A. C., Mayer, S., & Reid, J. (2001). A superfilling model that predicts bump formation. Electrochemical Solid-State Letters, 4(7), C50–C53.
Wheeler, D., Josell, D., & Moffat, T. P. (2003). Modeling superconformal electrodeposition using the level set method. Journal of the Electrochemical Society, 150, C302.
Zuckerman, L. (1997). IBM to make smaller and faster chips. The New York Times. Accessed 22 July 2008 http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C07E4DA143BF931A1575AC0A961958260.