半導体

トランジスタは半導体チップで最も重要な部品であり、速度など性能向上の鍵を握っています。メーカはトランジスタをコンパクトにし、ミリ単位の面積の中で密度を向上させる努力を続けています。次世代の微細なトランジスタを確実に機能させるためには新しい材料と設計が必要です。

機能のサイズを小さくして従来の 2 次元メモリ チップの記憶容量を増加させることを「スケーリング」と呼びますが、ムーアの法則が約 40 年間継続した現在となっては、これが非常に難しくなっています。たとえば、高度な 25nm フラッシュ メモリ チップは約 100 個の電子を使って 1 ビットの情報を記憶します。何百万回という読み込み/書き込みサイクルを通じてこのような電子を確実に含むということは大きな課題であり、成果でもあります。

トランジスタと他の回路部品を、互いに接続または外部と接続する電気経路である相互接続は、マイクロチップの速度と信頼性には絶対不可欠です。現代のマイクロプロセッサは 10 レベルもの相互接続があることもあるため、この複雑な構造はチップ作製処理全体の中でも最も処理が集中し、したがって最もコストのかかる部分の 1 つとなっています。

Applied 社の新しい技術分野は、3 次元集積回路 (3D-IC) です。3D-IC とは、ウェーハ レベルで実施されるチップ パッケージングの一種であり、これによって製造プロセスが合理化します。3D-IC では、1 つのパッケージ内で複数のチップを垂直に積層し、より小さな面積でより優れたパフォーマンスと機能を実現します。チップは TSV (Through-Silicon Vias) と呼ばれる深い穴を使って電気的に接続されます。

今日の最先端マイクロチップには何十億個というトランジスタが搭載されるため、メーカーは複雑なリソグラフィ手法を使用して物理法則に挑み、人毛の何千分の一ほど小さなチップ機能をウェーハに印刷または「模様形成」しなければなりません。