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微米與奈米(Micro meter and nano meter)

Hightech   2016-08-20    20160820003
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❒ 閘極長度(Gate length)

電子元件的「閘極長度(Gate length)」又稱為「線寬」,線寬大於1μm(微米)的製程技術稱為「微米製程(Micro process)」,如<圖一>所示,線寬小於1μm的製程技術稱為「次微米製程(Sub-micro process)」。人類的野心不止於此,製程技術將會朝向奈米(nm)的大小演進,線寬小於0.1μm(相當於100nm)的製程技術稱為「奈米製程(Nano process)」或「奈米科技(Nanotechnology)」。過去商業化量產的製程線寬為0.25μm、0.18μm、0.13μm屬於次微米製程,後來慢慢演進到90nm、65nm、45nm、22nm、20nm、16nm屬於奈米製程,台積電更將研發下一代10nm的製程技術,換句話說,目前的積體電路產業應該要改名為「奈米科技產業」了。知識力www.ansforce.com。

 

圖一 材料的尺寸與名稱。

 

材料的尺寸與名稱如<圖一>所示,圖中每一個刻度相差10倍,毫米(mm)、微米(μm)與奈米(nm)各自相差三個刻度,因此相差1000倍,而且0.1μm(微米)等於100nm(奈米),使用高科技製程所製作出來的產品,其線寬或尺寸小於100nm時,我們將「製作的技術」與「生產的產品」泛稱為「奈米科技(Nanotechnology)」,這是奈米科技的基本定義,請大家務必牢記。知識力www.ansforce.com。

 

❒ 常見的材料尺寸

一般人類頭髮的直徑(頭髮的粗細)大約100μm,換句話說,目前半導體製程所能製造的電子元件線寬(大約0.1μm)只有人類頭髮粗細的千分之一而已,其困難度由此可見,這就是為什麼它被稱為高科技產業的原因了。此外,細菌的尺寸大約1μm,病毒的尺寸大約100nm,這麼小的東西使用國小生物課的「光學顯微鏡」是看不到的,必須使用解析度更高的「電子顯微鏡」才行,如何觀察如此微小的東西是目前奈米科技發展的重要方向,這個部分將在<奈米科技產業>中詳細介紹,一顆原子的大小約為0.1nm,如果人類可以製造小於1nm的產品,則代表人類可以精確地控制一個或數個原子,那是奈米科技的終極目標。

 

【注意】
➤微米製程:泛指元件的線寬「大於」1μm以上。

➤次微米製程:泛指元件的線寬「介於」1μm到0.1μm之間。
➤奈米科技:泛指元件的線寬「小於」0.1μm(相當於100nm)以下。

 

【延伸閱讀】其他詳細內容請參考「積體電路與微機電產業,全華圖書公司」。<我要買書