微电子领域前沿热点
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（4）布线延迟在整个电路延时中所占比例越来越大，使得 Cu布线与低K介质的合用成为必需；但是，尽管Cu布线与低 K介质的合用可以缓解下几代高性能IC的互连问题，在亚 0.1μm以后，智能布线、芯片间的光互连、片内可兼容光互连、 高温超导体、其他包括聚合物在内的导电材料也是需要着手 考虑的选择。
（5）高密度集成中器件的自热效应及散热问题日益突出， 有必要从器件结构、进一步降低电源电压及改变器件工作模
近年业，与信息处理技术的快速发展相对应，对信息传输技 术的需求也在持续增长，并且，信息处理技术水平相对于信 息传输技术的领先状况使得这一要求更为迫切。光纤通信、 移动通信、卫星通信等通信领域的发展对通信器件（尤其是 高频器件）的需求正推动着相关技术和市场的快速发展和扩 张，其中，微波毫米波通信器件由于其在制导、雷达以及电 子对抗等军事电子技术中的特殊重要性，已成为各国重点发 展并展开竞争和对抗的一个核心技术领域。
制造技术水平向0.1μm逼近，标志着人类加工能力即将进入一 个空前的高度，整个微电子领域的前沿热点从制造技术、器件 物理、工艺物理到材料技术等各方面随之全面进入0.1μm以下 的纳米领域。 一、新一代微细加工技术的选择
集成电路的发展一直遵循着“摩尔定律”和“按比例缩小定 律”，即集成电路每3年更新一代，每一代器件特征尺寸缩小 1/3，电路规模提高4倍，而单位功能成本呈指数下降。正是由 于器件尺寸不断按比例缩小，使得集成电路在规模和性能成倍 提高的同时，能够保持成本的稳定，从而使得集成电路产品的 更新能够迅速地为市场所接受，这直接导致了全球半导体市场 规模的急速扩张。因此，器件特征尺寸成为每一代集成电路技 术的特有表征，而微细加工技术在微电子技术发展中一直发挥 着关键性的作用。
（2）目前采用的双多晶硅栅由于界面处存在0．5nm左右的 耗尽区，它对栅电容减小的作用已不能忽略，
有必要寻找新的更高载流子浓度、功函数合适的栅电极材料， 如金属、金属硅化物、GeSi合金等；另外，高场下半导体表 面的量子化也附加一个等效厚度，使得上述问题更加突出。
（3）为抑制短沟道效应，控制S／D串联电阻，对高浓度 超浅结的制备技术提出了严峻的挑战。
（1）CMOS结构中栅氧化层厚度缩小到数纳米后，使得量 子隧穿电流超过器件下正常工作所允许的范围。隧穿电流的 限制使得栅介质厚度不得低于2nm，传统的SiO2薄膜已无法兼 顾足够大的栅电容和足够小的隧穿电流，因而必须寻找新的 高K栅介质材料以增加栅介质厚度，这方面已开展研究的材料 （K在10到60之间）包括：Al2O3，ZrO2，HfO3，La2O3， ZrSiO4，HfSiO4，LaAlO3，SrTiO3等，但到今尚未取得突破性 进展。
由于以GaAs、InP为代表的化合物半导体器件在高频、高速、 高带宽以及微波毫米集成电路中具有明显的优势，化合物半 导体材料与器件的研究已经成为一大持续升温的热点领域。
3．SiGe材料与器件 SiGe材料与器件的出现，使得硅基器件应用于高频领域成 为可能，人们除了注意到它比硅单晶器件有更好的性能外， 与目前的硅超大规模集成电路制造工艺的兼容性使其在成本 与性能价格比方面具有极大的优势，
（7）对CMOS结构本身做较大改进，或采用新的材料体系， 无疑是突破集成电路现有物理限制、寻求新的发展空间的有 效途径，在这方面有希望的研究如：SOI CMOS电路及新结 构SOI电路，量子点浮栅Flash结构，动态阈值电路等。
三、新型材料与器件 1．SOI材料与器件 随着器件尺寸进入亚微米、深亚微米领域，SOI（SiliconOn_Insulator）技术以渐成为研究 和开发高速度、低功耗、高集成度以及高可靠的超大规模和 超高速集成电路的重要技术。 2．化合物半导体材料与器件 从微电子技术诞生起，发展的主流至今仍是以信息处理应 用为主的硅材料器件。
同时，在光电集成方面的潜在优势也是其成为研究热点的一 个原因。目前，SiGe器件的研究主要集中在异质结双极晶体 管（HBT）上。为解决绝缘衬底的问题，在SOI材料上制造 SiGe HBT已引起相当的关注。
式方面寻找新的出路。低电压、低功能耗成为未来超大规模 集成电路的发展趋势。
（6）沟道长度的缩短已接近自由程，原有载流子平衡输运 理论不再适用，加上沟道中载流子总数减少，
需考虑涨落效应，另外，强场下半导体与栅介质界面处量子 化效应等已不能忽略，有必要建立新的器件物理模型，作为 电路模拟和设计的基础。
微电子领域前沿热点
20年来集成电路制造技术迅猛发展，从5μm技术经历9代发 展到当前的0.18μm技术。0.18μm技术已于1999年底投入大规模 生产，0.13μm技术投入的时间表已经确定在2002－2003年。作 为集成电路技术水平的标志，存储器（DRAM）规模已经达到 4Gbit，并正在向16Gbit突破；而微处理器（CPU）的时钟频率 已达到600MHz，并正在向1GHz突破。集成电路的生产水平在 2006年左右将进入亚0.1μm，2012年可望达到0.05μm。而0.1μm 以下尺寸的制造技术研发成为当前微电子领域最为引人注目的 热点。
在微细加工技术中，最为关键的是用于电路图形生成和复制
的光刻技术、光刻技术的研究与开发在每一代集成电路技术的 更新中都扮演着技术先导的角色。
目前国际微电子领域最引人关注的热点就是新一代光刻技术的 选择。随着加工尺寸向0.1μm逼近，能否突破0.1μm成为一直占 据主流地位的光学光刻技术所面临的最为严峻的挑战。更短波 长光源（如193nm波长的ArF准分子激光、157nm波长的F2准分 子激光等深紫外光源）、新透镜材料和更高数字孔径光学系统 的加工技术成为首先需要解决的问题；同时，由于光刻尺寸要 小于光源波长，使得移相和光学邻近效应矫正等波前工程技术 成为光学光刻的另一项关键技术。在光学光刻技术努力突破分 辩率“极限”的同时，替代学学光刻的所谓后光学光刻或称下 一代光刻技术（NGL）的研究在近几年内迅速升温，这些技术 包括；X射线光刻、极紫外（EUV）即软X射线投影光刻、电子 束投影光刻、离子束投影光刻等。这些技术研究的目标非常明 确，就是在0.1μm及更小尺寸的生产中替代现有的光学光刻技术。
二、纳米器件物理的限制与突破 CMOS器件是现有集成电路采用的一种主要的基础器件，随 着器件尺寸进入0.1μm以下，
器件结构的微观特征日益显现，量子效应日渐突出，现有器 件将遇到经典器件结构和物理方面的诸多限制。新一代微电 子技术的进一步发展除了有赖于微细加工技术新的突破外， 在器件物理和结构方面有许多问题有待深入研究，以寻求突 破这些限制的途径，将以CMOS为基础的高性能集成电路延展 至50nm甚至更小，这已成为微电子基础前沿领域的一大主要 热点。该领域的研究内容主要有以下几个方面：
（5）高密度集成中器件的自热效应及散热问题日益突出， 有必要从器件结构、进一步降低电源电压及改变器件工作模
近年业，与信息处理技术的快速发展相对应，对信息传输技 术的需求也在持续增长，并且，信息处理技术水平相对于信 息传输技术的领先状况使得这一要求更为迫切。光纤通信、 移动通信、卫星通信等通信领域的发展对通信器件（尤其是 高频器件）的需求正推动着相关技术和市场的快速发展和扩 张，其中，微波毫米波通信器件由于其在制导、雷达以及电 子对抗等军事电子技术中的特殊重要性，已成为各国重点发 展并展开竞争和对抗的一个核心技术领域。
制造技术水平向0.1μm逼近，标志着人类加工能力即将进入一 个空前的高度，整个微电子领域的前沿热点从制造技术、器件 物理、工艺物理到材料技术等各方面随之全面进入0.1μm以下 的纳米领域。 一、新一代微细加工技术的选择
集成电路的发展一直遵循着“摩尔定律”和“按比例缩小定 律”，即集成电路每3年更新一代，每一代器件特征尺寸缩小 1/3，电路规模提高4倍，而单位功能成本呈指数下降。正是由 于器件尺寸不断按比例缩小，使得集成电路在规模和性能成倍 提高的同时，能够保持成本的稳定，从而使得集成电路产品的 更新能够迅速地为市场所接受，这直接导致了全球半导体市场 规模的急速扩张。因此，器件特征尺寸成为每一代集成电路技 术的特有表征，而微细加工技术在微电子技术发展中一直发挥 着关键性的作用。
（2）目前采用的双多晶硅栅由于界面处存在0．5nm左右的 耗尽区，它对栅电容减小的作用已不能忽略，
有必要寻找新的更高载流子浓度、功函数合适的栅电极材料， 如金属、金属硅化物、GeSi合金等；另外，高场下半导体表 面的量子化也附加一个等效厚度，使得上述问题更加突出。
（3）为抑制短沟道效应，控制S／D串联电阻，对高浓度 超浅结的制备技术提出了严峻的挑战。
（1）CMOS结构中栅氧化层厚度缩小到数纳米后，使得量 子隧穿电流超过器件下正常工作所允许的范围。隧穿电流的 限制使得栅介质厚度不得低于2nm，传统的SiO2薄膜已无法兼 顾足够大的栅电容和足够小的隧穿电流，因而必须寻找新的 高K栅介质材料以增加栅介质厚度，这方面已开展研究的材料 （K在10到60之间）包括：Al2O3，ZrO2，HfO3，La2O3， ZrSiO4，HfSiO4，LaAlO3，SrTiO3等，但到今尚未取得突破性 进展。
由于以GaAs、InP为代表的化合物半导体器件在高频、高速、 高带宽以及微波毫米集成电路中具有明显的优势，化合物半 导体材料与器件的研究已经成为一大持续升温的热点领域。
3．SiGe材料与器件 SiGe材料与器件的出现，使得硅基器件应用于高频领域成 为可能，人们除了注意到它比硅单晶器件有更好的性能外， 与目前的硅超大规模集成电路制造工艺的兼容性使其在成本 与性能价格比方面具有极大的优势，
（7）对CMOS结构本身做较大改进，或采用新的材料体系， 无疑是突破集成电路现有物理限制、寻求新的发展空间的有 效途径，在这方面有希望的研究如：SOI CMOS电路及新结 构SOI电路，量子点浮栅Flash结构，动态阈值电路等。
三、新型材料与器件 1．SOI材料与器件 随着器件尺寸进入亚微米、深亚微米领域，SOI（SiliconOn_Insulator）技术以渐成为研究 和开发高速度、低功耗、高集成度以及高可靠的超大规模和 超高速集成电路的重要技术。 2．化合物半导体材料与器件 从微电子技术诞生起，发展的主流至今仍是以信息处理应 用为主的硅材料器件。
同时，在光电集成方面的潜在优势也是其成为研究热点的一 个原因。目前，SiGe器件的研究主要集中在异质结双极晶体 管（HBT）上。为解决绝缘衬底的问题，在SOI材料上制造 SiGe HBT已引起相当的关注。
式方面寻找新的出路。低电压、低功能耗成为未来超大规模 集成电路的发展趋势。
（6）沟道长度的缩短已接近自由程，原有载流子平衡输运 理论不再适用，加上沟道中载流子总数减少，
需考虑涨落效应，另外，强场下半导体与栅介质界面处量子 化效应等已不能忽略，有必要建立新的器件物理模型，作为 电路模拟和设计的基础。
微电子领域前沿热点
20年来集成电路制造技术迅猛发展，从5μm技术经历9代发 展到当前的0.18μm技术。0.18μm技术已于1999年底投入大规模 生产，0.13μm技术投入的时间表已经确定在2002－2003年。作 为集成电路技术水平的标志，存储器（DRAM）规模已经达到 4Gbit，并正在向16Gbit突破；而微处理器（CPU）的时钟频率 已达到600MHz，并正在向1GHz突破。集成电路的生产水平在 2006年左右将进入亚0.1μm，2012年可望达到0.05μm。而0.1μm 以下尺寸的制造技术研发成为当前微电子领域最为引人注目的 热点。
在微细加工技术中，最为关键的是用于电路图形生成和复制
的光刻技术、光刻技术的研究与开发在每一代集成电路技术的 更新中都扮演着技术先导的角色。
目前国际微电子领域最引人关注的热点就是新一代光刻技术的 选择。随着加工尺寸向0.1μm逼近，能否突破0.1μm成为一直占 据主流地位的光学光刻技术所面临的最为严峻的挑战。更短波 长光源（如193nm波长的ArF准分子激光、157nm波长的F2准分 子激光等深紫外光源）、新透镜材料和更高数字孔径光学系统 的加工技术成为首先需要解决的问题；同时，由于光刻尺寸要 小于光源波长，使得移相和光学邻近效应矫正等波前工程技术 成为光学光刻的另一项关键技术。在光学光刻技术努力突破分 辩率“极限”的同时，替代学学光刻的所谓后光学光刻或称下 一代光刻技术（NGL）的研究在近几年内迅速升温，这些技术 包括；X射线光刻、极紫外（EUV）即软X射线投影光刻、电子 束投影光刻、离子束投影光刻等。这些技术研究的目标非常明 确，就是在0.1μm及更小尺寸的生产中替代现有的光学光刻技术。
二、纳米器件物理的限制与突破 CMOS器件是现有集成电路采用的一种主要的基础器件，随 着器件尺寸进入0.1μm以下，
器件结构的微观特征日益显现，量子效应日渐突出，现有器 件将遇到经典器件结构和物理方面的诸多限制。新一代微电 子技术的进一步发展除了有赖于微细加工技术新的突破外， 在器件物理和结构方面有许多问题有待深入研究，以寻求突 破这些限制的途径，将以CMOS为基础的高性能集成电路延展 至50nm甚至更小，这已成为微电子基础前沿领域的一大主要 热点。该领域的研究内容主要有以下几个方面：