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摘要:随着科学技术的发展,信息工业对集成电路器件的集成度有更高的要求,希望可以突破电子器件的尺寸极限。基于集成电路电子器件对尺寸的限制,纳米技术在电子器件中开始应用。随着电路集成度要求的提高,纳米技术在电子器件上的应用显得越来越重要。不仅纳米技术在电子器件上应用较为广泛,也在其他领域得到了广泛的应用。本文重点介绍了纳米技术在电子器件上的应用及现状,并探讨了其发展趋势。
关键词:纳米技术 纳米电子器件 纳米电子学 应用 发展趋势
引言
随着集成电路集成度要求的提高,电路中的电子元件的尺寸越来越小,很多地方使用的电子的原件是用肉眼看不见的,必须借助显微镜才能看见,这就需要一种能够制造出这样器件的技术,纳米技术的诞生解决了这一技术难题,也进一步推动了电子科技的快速发展。纳米技术不仅仅应用在纳米电子器件领域,也应用于生物学和机械科学等其他领域,给人们的生产和生活方式带来了一定的影响,纳米技术已经成为信息时代的一种关键性技术,得到了广泛的应用。
一、纳米电子学及纳米技术
1、纳米电子学
纳米电子学是纳米技术中的重要组成部分,也是纳米技术发展的主力军。纳米电子学主要借助一些先进的工艺手段及最新的物理理论结合全新的生产理念来构建电子器件和电路系统。纳米电子学在开发物质潜在的信息和结构能力上具有独特的优势,它可以使单位体积的物质上储存信息的能力比传统的储存设备的储存能力高百万倍以上,实现了信息采集、储存、处理能力上全新的突破。纳米电子学一个重要研究方向就是發展生物分子器件和分子电子器件,主要是以分子组合为器件的组成单元,这是一种全新的研究方向,也是抛弃以硅半导体等材料作为基础的观念,如果这种研究取得了新的突破,将会是电子元件发生质的飞跃,将会促进纳米技术的进一步的发展。
2、纳米技术
纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物。随着纳米技术的进一步发展,将成为行业的发展的催化剂,促使各个行业快速的发展。
二、纳米电子器件
三、纳米技术在电子器件上的应用
1、纳米结构加工技术
随着科学技术的发展,一些纳米器件的制造和加工需要一些特殊的技术,这样才能够满足生产需要。目前,在生产纳米电子器件的过程中主要采用以下几种技术:
(1)外延技术
在制造的过程中,像分子束外延、原子束外延、化学束外延及化学汽相淀积等技术都是外延技术,这些技术都是核心主体表面生长纳米薄膜的纳米制造技术。上述技术主要应用于纳米集成电路中以硅基半导体材料器件的制造和加工,能够很好的满足生产需要。
(2)光刻技术
光刻技术是通过掩膜和曝光等一些复杂的工艺将设计好的图案和信息转移到半导体基片上的一种加工技术,像我们所使用的光盘就是采用光刻技术得到的。现阶段,随着光刻技术的线宽不断的减小,很多集成电路的电子器件都可以采用光刻技术进行制造和加工。
(3)自组装合成技术
自组装合成技术主要是依靠分子间非共价键的键结合的能力自发的合成稳定的聚集体。自组装合成技术主要是由Ib技术发展而来的,已经从双液态隔膜技术发展到了分子隔膜技术,并且在特定功能的分子聚集体方面取得了巨大的突破,制造出了很多特定功能的分子膜应用于各领域。
2、应用纳米技术的电子器件
(1)纳米级存储器
随着电路集成度的提高,电路中的相关元件都会采用纳米技术,像特别常见的存储器就是其中使用纳米技术制造和加工的电子器件。传统技术生产出来的存储器虽然能够存储一些信息,但是信息的存储量很小,而且存储器的体积还比较大,不能够应用于高集成度的集成电路中,为了解决这一技术难题,必须采用纳米技术来缩小存储器的体积和拓展存储器的信息存储量,这样才能够满足集成电路或集成芯片的要求,并满足其功能需要。为此,纳米技术在存储器制造及加工中得到了广泛的应用。
(2)高集成度集成电路
高集成度的电路,需要将很多的电子器件聚集到一块很小的芯片上,如果电子器件的体积过大时不能够集成到一块很小的芯片上的,为此需要应用纳米技术来减小每一个电子器件的体积和尺寸,时期满足集成的要求。只有将每一个电子器件的体积缩小后才能够集成到集成电路中,不仅能够满足功能要求,也缩小了设备的体积。为此纳米技术在集成电路的研究和制造中得到了很好的应用。
(3)分子器件
分子的体积是很小的,要想使电子器件的尺寸像分子那么小,使用传统的加工技术是不能够达到目的的,这是就需要应用纳米技术将器件的尺寸缩小,根据不同的功能需要,合理的制造出相应的分子器件应用到不同的领域,所以在分子器件的制造和加工中也是离不开纳米技术的。
四、纳米电子器件的发展趋势
随着微电子技术的快速发展及市场开发步伐的加快,行业对IC的集成度的要求越来也高,电子器件的尺寸逐渐缩小,现今已近达到了纳米级,这也是纳米技术发展的必然性。纳米技术在兴起后,并得到了广泛的应用,如今已经成为众多领域中的关键技术。在纳米电子器件方面将会向着更高层次的水平发展,主要表现在以下几个方面:
1、超高密度的量子存储器
超高密度的量子存储器是未来纳米计算机的核心部件,它可以为计算机系统提供海量的存储信息。在未来的纳米器件研究中,这种电子器件将会是一种极为中要的纳米电子器件,一旦研究成功,将会引起计算机的变革,传统的计算机将发展成为纳米计算机。
2、纳米器件的加工技术效率提高
随着纳米技术的快速发展,在纳米器件的制造及加工中,将会采用更加先进的纳米技术来完成电子器件的制造机加工,这是就需要有大量高效的并行显微“纳米操纵器”来进行相关指令的执行,不仅可以确保加工的质量,又能够提高加工的效率,这种“纳米操纵器”将是未来重点研究的对象。
结语
随着科学技术的不断发展,纳米技术将会越来越成熟,将会在更多的领域应用,给人们的生产和生活带来便捷。但是在纳米技术发展的过程中还是存在着一些问题,需要进一步的研究,才能够进一步推动纳米技术的发展。
参考文献
[1]蒋文波;胡松;传统光学光刻的极限及下一代光刻技术[J];微纳电子技术,2008年
[2]刘辉荣;纳米技术产业发展现状和我国的对策研究[J];民营科技,2007年
[3]潘文;纳米技术推动医药研究发展[N];中国医药报,2009年
[4]ERIC BENDER;纳米技术涌动未来——极其微小的工艺革命性的效应[J];微电脑世界,2007年
关键词:纳米技术 纳米电子器件 纳米电子学 应用 发展趋势
引言
随着集成电路集成度要求的提高,电路中的电子元件的尺寸越来越小,很多地方使用的电子的原件是用肉眼看不见的,必须借助显微镜才能看见,这就需要一种能够制造出这样器件的技术,纳米技术的诞生解决了这一技术难题,也进一步推动了电子科技的快速发展。纳米技术不仅仅应用在纳米电子器件领域,也应用于生物学和机械科学等其他领域,给人们的生产和生活方式带来了一定的影响,纳米技术已经成为信息时代的一种关键性技术,得到了广泛的应用。
一、纳米电子学及纳米技术
1、纳米电子学
纳米电子学是纳米技术中的重要组成部分,也是纳米技术发展的主力军。纳米电子学主要借助一些先进的工艺手段及最新的物理理论结合全新的生产理念来构建电子器件和电路系统。纳米电子学在开发物质潜在的信息和结构能力上具有独特的优势,它可以使单位体积的物质上储存信息的能力比传统的储存设备的储存能力高百万倍以上,实现了信息采集、储存、处理能力上全新的突破。纳米电子学一个重要研究方向就是發展生物分子器件和分子电子器件,主要是以分子组合为器件的组成单元,这是一种全新的研究方向,也是抛弃以硅半导体等材料作为基础的观念,如果这种研究取得了新的突破,将会是电子元件发生质的飞跃,将会促进纳米技术的进一步的发展。
2、纳米技术
纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物。随着纳米技术的进一步发展,将成为行业的发展的催化剂,促使各个行业快速的发展。
二、纳米电子器件
三、纳米技术在电子器件上的应用
1、纳米结构加工技术
随着科学技术的发展,一些纳米器件的制造和加工需要一些特殊的技术,这样才能够满足生产需要。目前,在生产纳米电子器件的过程中主要采用以下几种技术:
(1)外延技术
在制造的过程中,像分子束外延、原子束外延、化学束外延及化学汽相淀积等技术都是外延技术,这些技术都是核心主体表面生长纳米薄膜的纳米制造技术。上述技术主要应用于纳米集成电路中以硅基半导体材料器件的制造和加工,能够很好的满足生产需要。
(2)光刻技术
光刻技术是通过掩膜和曝光等一些复杂的工艺将设计好的图案和信息转移到半导体基片上的一种加工技术,像我们所使用的光盘就是采用光刻技术得到的。现阶段,随着光刻技术的线宽不断的减小,很多集成电路的电子器件都可以采用光刻技术进行制造和加工。
(3)自组装合成技术
自组装合成技术主要是依靠分子间非共价键的键结合的能力自发的合成稳定的聚集体。自组装合成技术主要是由Ib技术发展而来的,已经从双液态隔膜技术发展到了分子隔膜技术,并且在特定功能的分子聚集体方面取得了巨大的突破,制造出了很多特定功能的分子膜应用于各领域。
2、应用纳米技术的电子器件
(1)纳米级存储器
随着电路集成度的提高,电路中的相关元件都会采用纳米技术,像特别常见的存储器就是其中使用纳米技术制造和加工的电子器件。传统技术生产出来的存储器虽然能够存储一些信息,但是信息的存储量很小,而且存储器的体积还比较大,不能够应用于高集成度的集成电路中,为了解决这一技术难题,必须采用纳米技术来缩小存储器的体积和拓展存储器的信息存储量,这样才能够满足集成电路或集成芯片的要求,并满足其功能需要。为此,纳米技术在存储器制造及加工中得到了广泛的应用。
(2)高集成度集成电路
高集成度的电路,需要将很多的电子器件聚集到一块很小的芯片上,如果电子器件的体积过大时不能够集成到一块很小的芯片上的,为此需要应用纳米技术来减小每一个电子器件的体积和尺寸,时期满足集成的要求。只有将每一个电子器件的体积缩小后才能够集成到集成电路中,不仅能够满足功能要求,也缩小了设备的体积。为此纳米技术在集成电路的研究和制造中得到了很好的应用。
(3)分子器件
分子的体积是很小的,要想使电子器件的尺寸像分子那么小,使用传统的加工技术是不能够达到目的的,这是就需要应用纳米技术将器件的尺寸缩小,根据不同的功能需要,合理的制造出相应的分子器件应用到不同的领域,所以在分子器件的制造和加工中也是离不开纳米技术的。
四、纳米电子器件的发展趋势
随着微电子技术的快速发展及市场开发步伐的加快,行业对IC的集成度的要求越来也高,电子器件的尺寸逐渐缩小,现今已近达到了纳米级,这也是纳米技术发展的必然性。纳米技术在兴起后,并得到了广泛的应用,如今已经成为众多领域中的关键技术。在纳米电子器件方面将会向着更高层次的水平发展,主要表现在以下几个方面:
1、超高密度的量子存储器
超高密度的量子存储器是未来纳米计算机的核心部件,它可以为计算机系统提供海量的存储信息。在未来的纳米器件研究中,这种电子器件将会是一种极为中要的纳米电子器件,一旦研究成功,将会引起计算机的变革,传统的计算机将发展成为纳米计算机。
2、纳米器件的加工技术效率提高
随着纳米技术的快速发展,在纳米器件的制造及加工中,将会采用更加先进的纳米技术来完成电子器件的制造机加工,这是就需要有大量高效的并行显微“纳米操纵器”来进行相关指令的执行,不仅可以确保加工的质量,又能够提高加工的效率,这种“纳米操纵器”将是未来重点研究的对象。
结语
随着科学技术的不断发展,纳米技术将会越来越成熟,将会在更多的领域应用,给人们的生产和生活带来便捷。但是在纳米技术发展的过程中还是存在着一些问题,需要进一步的研究,才能够进一步推动纳米技术的发展。
参考文献
[1]蒋文波;胡松;传统光学光刻的极限及下一代光刻技术[J];微纳电子技术,2008年
[2]刘辉荣;纳米技术产业发展现状和我国的对策研究[J];民营科技,2007年
[3]潘文;纳米技术推动医药研究发展[N];中国医药报,2009年
[4]ERIC BENDER;纳米技术涌动未来——极其微小的工艺革命性的效应[J];微电脑世界,2007年