在地?zé)嵘a(chǎn)和石油生產(chǎn)過程中溫度通常會超過200℃,高于設(shè)備所用的傳統(tǒng)微芯片一般能耐受的最高溫度。德國弗勞恩霍夫微電子電路與系統(tǒng)研究所( Fraunhofer Institute for Microelectronic Circuits and Systems IMS )的研究人員近日開發(fā)出一種新型的高溫工藝,可以制造出超緊湊型微芯片,這種微芯片在高達(dá)300℃的溫度下也能正常工作。
傳統(tǒng)的CMOS芯片有時能耐受250℃的高溫,但其性能與可靠性會迅速下降。還有一種方法是對熱敏感的微芯片實施持續(xù)冷卻,但是很難實現(xiàn)。此外,市場上也存在專門的高溫芯片,但是尺寸過大(最小尺寸也達(dá)1微米)。
IMS開發(fā)的微芯片尺寸僅有0.35微米,遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的高溫芯片,且依然保持著應(yīng)有的功能。
為開發(fā)出耐熱微芯片,研究人員采用了一種特殊的高溫硅絕緣體(SOI)CMOS工藝,通過絕緣層來阻止影響芯片運作的漏電電流的產(chǎn)生。此外,研究人員還使用了金屬鎢,其溫度敏感性低于常用的鋁,從而延長了高溫芯片的工作壽命。
除了用于地?zé)崮?、天然氣或石油生產(chǎn)外,該微芯片還能用于航空業(yè),例如放置于盡可能靠近渦輪發(fā)動機(jī)的位置,記錄其運行狀態(tài),確保其更有效、更可靠地運行。(張娟編譯)
《中國科學(xué)報》(2014-05-20 第7版制造)