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1、6.1TheChallengesforPhysicalLimitationsinSiMicroelectronicsI.INTRODUCTIONForthepastfourdecades,thesemiconductorindustryhasexperiencedexponential（指数的）progress,thisisuniquenotonlyonitsdevelopmentspeed,butalsoonitsinfluenceonthesocietyandlifeofhumanbeing.在过去的四十年中，半导体工业经历了
2、指数式的进步，这不仅仅是在发展速度上，而同时表现在对人类社会和生活的影响上自从40年前晶体管发明以来,微电子技术无论是从其发展速度及对人类社会生产和生活的影响,都可以说是科学技术史上空前的。Thefeaturesizeofsemiconductordevicesarecontinuedtoscaledownforhigherintegrateddensity,fastercircuitspeedandlowerpowerdissipation（耗散）.为了更高的集成度，更快的电路速度和更低的功耗，半导体器件的特征尺寸不断的缩小。C
3、urrentlythe0.25μmCMOStechnologyhasbecometheprevailingtechnologyforVLSIapplications.目前0.25微米的CMOS技术对于VLSI来说已经成为主流技术Meanwhile,0.1μmCMOSand0.04μmNMOSdeviceshaverecentlybeenfabricatedinresearchlaboratories,andbytheyear2010,the64GbDRAMwillbeexpectedtobefabricatedwith0.07μm
4、lithography.目前，0.1微米的CMOS和0.4微米的NMOS器件都已经在在实验室中制备成功，到2010年，64G的DRAM将可望以0.07微米的光刻技术制造出来。Basedonsuchatrend,somekeyquestionsonsiliconmicroelectronics’furtherdevelopmentare:基于这种趋势，硅微电子将来发展的主要问题是：Whatarethefundamentallimitationsofsiliconmicroelectronicswhen（）scalingdown?Ar
5、eweapproachingtothelimits?Whatcanwedofacingtothelimitationsandthelimits?当尺寸下降以后，硅微电子技术的基本限制是什么？我们是否接近到了极限？面临的极根和限制，我们可以做些什么？6.1.2.THECHALLENGESFORPHYSICALLIMITATIONSINSIMICROELECTRONICSSince1972,thelimitationsofSiMOSFETscalingdownhasbeingresearchedwidely,thepredictedm
6、inimumfeaturesizeofMOSFETchangedfrom0.25μmto0.lμm,butitwasbrokenthrougheverytime,nowthe0.04μmhasbeenfabricatedsuccessfully.自1972年以来，(科学家们)对硅金属氧化物半导体场效应晶体管的极限尺寸进行了广泛的研究，对金属氧化物半导体场效应晶体管的最小形体尺寸预测从0.25微米变到0.1微米，但是每一次预测都被打破了,现在0.04微米的晶体管已经成功制造出来。Originallytheresearchoflimi
7、tationswerefocusedonthelimitationsofdevicesscalingdown.最初，对极限尺寸的研究集中在微电子技术方面However,asthemicroelectronicstechnologydevelopedinto0.lμmandbeyond,theresearchesoflimitationsshouldbefocusedonthewholeintegratedsysteminsteadofonlyonthedevices.然而，随着微电子技术发展到0.1微米及以下，对极限尺寸的研究必须
8、集中到整个集成系统而不是单个器件。Andthenewconcepts,newmethodshouldbetakenfacingtothechallengesoflimitations.要挑战极限，必须应用一种新的技术，新的方法。Thefutureo
