一、將構(gòu)成 CMOS 的兩個 FET 堆疊起來，將硅面積減少一半

CMOS 邏輯由至少兩個晶體管組成：一個 n 溝道 MOS FET 和一個 p 溝道 MOS FET。晶體管數(shù)量最少的邏輯電路是反相器（邏輯反相電路），由1個n溝道MOS和1個p溝道MOS組成。換句話說，它需要相當于兩個晶體管的硅面積。CFET 是這兩種類型 MOSFET 的三維堆疊。理論上，可以利用一個 FET 占據(jù)的硅面積來制作逆變器。與傳統(tǒng)CMOS相比，硅面積減半。但制造工藝相當復(fù)雜，挑戰(zhàn)重重，打造難度較大。

二、采用二維材料制成GAA結(jié)構(gòu)的納米片溝道

下一代 CMOS 邏輯晶體管的另一個有希望的候選者是溝道是過渡金屬二硫?qū)倩?(TMD) 化合物的二維材料（單層和極薄材料）的晶體管。當 MOSFET 的溝道尺寸縮短時，“短溝道效應(yīng)”成為一個主要問題，其中閾值電壓降低且變化增加。減輕短溝道效應(yīng)的一種方法是使溝道變薄。TMD很容易形成單分子層，原則上可以創(chuàng)建最薄的溝道。TMD 溝道最初被認為是一種用于小型化傳統(tǒng)平面 MOSFET 的技術(shù)（消除了對鰭結(jié)構(gòu)的需要）。最近，選擇TMD作為環(huán)柵（GAA）結(jié)構(gòu)的溝道材料的研究變得活躍。候選溝道材料包括二硫化鉬（MoS2）、二硫化鎢（WS2）和二硒化鎢（WSe2）。

三、石墨烯、釕和鎢將取代銅 (Cu) 互連

多層布線是支持CMOS邏輯擴展的重要基礎(chǔ)技術(shù)。人們擔心，當前流行的銅（Cu）多層互連的電阻率將由于小型化而迅速增加。因此，尋找金屬來替代 Cu 的研究非?；钴S。候選材料包括石墨烯、釕 (Ru) 和鎢 (W)。宣布嘗試使用石墨烯（一種片狀碳同素異形體）進行多層布線。當我們制作不同寬度的互連原型并將其電阻與銅互連進行比較時，我們發(fā)現(xiàn)寬度為15 nm或更小的石墨烯互連的電阻率低于銅互連的電阻率。石墨烯的接觸電阻率也比銅低四個數(shù)量級。將金屬離子嵌入石墨烯中可以改善互連的電性能，使其成為下一代互連的有前途的材料。

一種有些不尋常的方法是研究多層互連過程（BEOL）中的存儲器等構(gòu)建元件。多層布線下面通常是 CMOS 邏輯電路。因此，理論上，BEOL 中內(nèi)置的元件不會增加硅面積。它是提高存儲密度和元件密度的一種手段。

五、將計算功能納入傳感器中

我還想關(guān)注“傳感器內(nèi)計算技術(shù)”，它將某種計算功能集成到傳感器中。包括展示基于 3D 單片集成技術(shù)的智能圖像傳感器。使用 20nm 節(jié)點 FinFET 技術(shù)，將類似于 IGZO DRAM 的存儲層單片層壓在 CMOS 電路層的頂部，并在其頂部層壓由二維材料 MoS2 制成的光電晶體管陣列層。光電晶體管陣列的布局為5×5。

六、在硅晶圓上集成 GaN 功率晶體管和 CMOS 驅(qū)動器

對于能帶隙比 Si 更寬的化合物半導(dǎo)體器件（寬禁帶器件），在 Si 晶圓上制造氮化鎵 (GaN) 基 HEMT 的運動十分活躍。6400萬像素、像素尺寸為0.5μm見方的小型CMOS圖像傳感器。在圖像傳感器中，顯著的成果包括像素數(shù)量的增加、像素尺寸的減小、噪聲的減少以及自動對焦功能的進步。

七、芯片封裝清洗的污染物與清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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