دی‌الکتریک با کاپای کم

در ساخت نیم‌رسانا ها، کاپای کم (به انگلیسی: low-κ) ماده‌ای با یک ثابت دی‌الکتریک نسبی (κ، کاپا) کوچک نسبت به سیلیسیم دی‌اکسید است. پیاده‌سازی مواد دی‌الکتریک با کاپای کم یکی از چندین استراتژی است که اجازه می‌دهد تا مقیاس‌بندی ادامه‌دار ادوات میکروالکترونیکی انجام شود، که به صورت محاوره‌ای به عنوان تمدید قانون مور نامیده می‌شود. در مدارهای دیجیتالی، دی‌الکتریک عایق قطعات رسانا (سیم میان‌هابِندها و ترانزیستور) را از یکدیگر جدا می‌کنند. از آنجا که اجزای سازندهٔ مقیاس‌شده و ترانزیستورها به یکدیگر نزدیکتر شده‌اند، دی‌الکتریک‌های عایق‌بندی به‌حدی نازک شده‌اند که در نقطه‌ای بار ایجاد می‌کنند و عبور متقابل که بر کارکرد قطعه تأثیر منفی می‌گذارد. جایگزینی سیلیکون دی‌اکسید با یک دی‌الکتریک با کاپای کم با ضخامت یکسان، خازن مزاحم را کاهش می‌دهد، سرعت سریع‌تر کلیدزنی و کاهش حرارت را ممکن می‌کند. در مکالمه ممکن است از این قبیل مطالب به عنوان «کاپای کم» (گفته شده «کای کم») استفاده شود نه «کاپای کم».

مواد با کاپای کم

ثابت دی‌الکتریک نسبی SiO_2، مواد عایق‌بندی که هنوز در تراشه‌هایسیلیسیمی استفاده‌شده، ۳٫۹ است. این عدد نرخ گذردهی SiO₂ تقسیم بر گذردهی خلاء ε_SiO₂/ε₀ است، که در آن [میکرومتر/ ε₀ = ۸٫۸۵۴ × 10 ^-6 [PF,^[۱] بسیاری از مواد با ثابت دی‌الکتریک نسبی پایین‌تر وجود دارد اما تعداد کمی از آن‌ها می‌توانند به‌طور مناسب در یک فرایند تولید ادغام شوند. تلاش‌های عمدتاً در طبقه‌بندی مواد زیر متمرکز شده‌است:

سیلیسیم دی‌اکسید با فلوئور

آلایش SiO₂ با فلوئور شیشه سیلیکا فلوئوردار تولید می‌کند، ثابت دی‌الکتریک نسبی از ۳٫۹ به ۳٫۵ کاهیده است.^[۲] مواد اکسید شده با آلاینده فلوئور برای گره‌های فناوری ۱۸۰ نانومتر و ۱۳۰ نانومتر استفاده شد.^[۳]

سیلیکون اسپین آن مبتنی‌بر دی‌الکتریک پلیمری

دو نوع مواد سیلیسیم مبتنی‌بر دی‌الکتریک پلیمری، هیدروژن سیلسکوی‌اُکسین (HSQ) و متیل‌سیلسکوی‌اُکسین (MSQ) وجود دارد.

شکاف هوا

ماده نهایی کاپای کم هوا با مقدار نفوذپذیری نسبی ۱٫۰ ~ است. با این وجود، قرار دادن شکاف‌های هوا بین سیم‌های رسانا، ثبات مکانیکی مدار یکپارچه را به خطر می‌اندازد و ساختن یک آی‌سی که کاملاً از هوا به عنوان ماده عایق ساخته شده غیر عملی است. با این وجود، قرار دادن استراتژی شکاف‌های هوا می‌تواند عملکرد الکتریکی تراشه را بهبود بخشد، بدون این‌که دوام آن را به شدت خراب کند. به عنوان مثال، اینتل در فناوری فین‌فت ۱۴ نانومتری خود از شکاف‌های هوا برای دو سطح میان‌هابِند استفاده می‌کند.^[۴]

جستارهای وابسته

دی‌الکتریک
دی الکتریک با کاپای زیاد
گذردهی ایستای نسبی

منابع

↑ Sze, S. M. (2007). Physics of Semiconductor Devices. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-14323-9.
↑ Reynard, J (2002). "Integration of fluorine-doped silicon oxide in copper pilot line for 0.12-μm technology". Microelectronic Engineering. 60 (1–2): 113. doi:10.1016/S0167-9317(01)00586-X.
↑ Hatton, Benjamin D.; Landskron, Kai; Hunks, William J.; Bennett, Mark R.; Shukaris, Donna; Perovic, Douglas D.; Ozin, Geoffrey A. (1 March 2006). "Materials chemistry for low-k materials". Materials Today (به انگلیسی). 9 (3): 22–31. doi:10.1016/S1369-7021(06)71387-6.
↑ James, Dick. "IEDM – Monday was FinFET Day". Chipworks.com. Archived from the original on 12 April 2016. Retrieved 9 December 2018.

پیوند به بیرون

[1] Sze, S. M. (2007). Physics of Semiconductor Devices. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-14323-9.

[2] Reynard, J (2002). "Integration of fluorine-doped silicon oxide in copper pilot line for 0.12-μm technology". Microelectronic Engineering. 60 (1–2): 113. doi:10.1016/S0167-9317(01)00586-X.

[Ozin2006-3] Hatton, Benjamin D.; Landskron, Kai; Hunks, William J.; Bennett, Mark R.; Shukaris, Donna; Perovic, Douglas D.; Ozin, Geoffrey A. (1 March 2006). "Materials chemistry for low-k materials". Materials Today (به انگلیسی). 9 (3): 22–31. doi:10.1016/S1369-7021(06)71387-6.

[4] James, Dick. "IEDM – Monday was FinFET Day". Chipworks.com. Archived from the original on 12 April 2016. Retrieved 9 December 2018.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]