In microelectronics, the steady red

In microelectronics, the steady reduction of IC feature sizes, accompanied by high current densities and increasing demands on electrical performance, has focused the attention of technologists on newer materials which exhibit characteristics such as low contact resistance, reduced vulnerability to electromigration, and processibiliry at low temperatures.

Over the years, the device size has been reduced tremendously. Improvements available in materials technology have allowed integration of more and more devices on the same chip, resulting in increased area. According to the theory of scaling, the smaller dimensions of a MOS transistor should enhance its speed. As a first-order approximation, therefore, this should proportionally increase the circuit speed. Indeed, for smaller circuits it does happen. However, for large circuits, the time delays associated with the interconnections can play a significant role in determining the performance of the circuit.

As the minimum feature size is made smaller, the area of cross section of the interconnection also reduces. At the same time a higher integration level allows the chip area to increase, causing the lengths of the interconnections to increase. The net effect of this "scaling of interconnections" is reflected into an appreciable RC time delay. For a very large chip with extremely small geometries, the time delay associated with interconnections could become an appreciable portion of the total time delay, and hence the circuit performance could no longer be decided by device performance.

Thus, as the chip area is increased and other device-related dimensions are decreased the interconnection time delay becomes significant compared to the device time delay and dominates the chip performance. These are dominant factors limiting device performance.

Performance is the obvious goal of VLSI; reliability is a more subtle one. Therefore, new materials are required for VLSI interconnections.

The design of any machine or a device has always been limited by the materials available. The problem in question was that materials could be designed and tailored for any new structures.

Semiconductors are used in a wide variety of solid-state devices including transistors, integrated circuits, diodes, photodiodes and light-emitting diodes.

Several elements in and around group IV of the Periodic Table show intrinsic semiconductor properties but of these Ge and Si (and to a lesser extent Se) alone have shown chemical and electrical properties suitable for electronic devices operating near room temperature.

Germanium and silicon were the first semiconductor materials in common use.

A great contribution to the study of semiconductor physics has been made by the prominent Soviet scientist A.F.Yoffe. It was in 1930 when Academician A.Yoffe and his coworkers started a systematic research in the field of semiconductors.

The diffusion theory of rectification on the boundary of the two semiconductors was elaborated by B.I.Davydov, a Soviet physicist, in 1938. Experimental support of his theory was of great importance in the investigation of processes occurring in p-n junctions.

Right after World War П, physicists John Bardeen, Walter Brattain and William Shockley, and many other scientists, turned full time to semiconductor research. Research was centered on the two simplest semiconductors — germanium and silicon.

Experiments lead to new theories. For example, William Shockley proposed an idea for a semiconductor amplifier that would critically test the theory. The actual device had far less amplification than predicted. John Bardeen suggested a revision theory that would explain why the device would not work and why previous experiments had not been accurately foretold by older theories. In new experiments designed to test the new theory they discovered an entirely new physical phenomenon — the transistor effect. In 1948 W.Shockley patented the junction transistor. Junction transistors are essentially solid-state devices having three layers of alternately negative or positive type semiconductor material.

The early history of modern semiconductor technology can be traced to December 1947 when J.Bardeen and W.H.Brattain observed transistor action through point contacts applied to poly-crystalline germanium. Germanium has become the material in common use. It was realized that transistor action occurred within the single grains of polycrystalline material.

G.K.Teal originally recognized the immense importance of single-crystal semiconductor materials as well as for providing the physical realization of the junction transistor. Teal reasoned in 1949, that polycrystalline germanium's uncontrolled resistances and electronic traps would affect transistor operations in uncontrolled ways. Additionally, he reasoned that polycrystalline material would provide inconsistent product yields and thus be costly. He was the first to define chemical p

Результаты (русский) 1:

В микроэлектронике неуклонное сокращение размеров компонентов IC, сопровождается высокой плотности тока и возрастающий спрос на электрические характеристики, сосредоточила внимание технологов на новых материалах, которые exhibit характеристики, такие как низкое сопротивление контакта, уменьшение уязвимости к Электромиграция и processibiliry при низких температурах. За годы значительно уменьшен размер устройства. Улучшения в технологии материалов позволили интеграции все больше и больше устройств на одной микросхеме, что приводит к увеличению площади. Согласно теории масштабирования меньшие размеры МОП-транзистора должен повысить свою скорость. Как первого порядка аппроксимации поэтому это следует пропорционально увеличить скорость цепи. Действительно для небольших цепей это произойдет. Однако для больших цепей, время задержки, связанные с межсоединений могут играть важную роль в определении производительности схемы. Как размер минимального компонента меньше, также уменьшает площадь поперечного сечения взаимосвязи. В то же время более высокий уровень интеграции позволяет область чипа для увеличения, вызывая длины межсоединений для увеличения. Чистый эффект этого «масштабирование межсоединений» отражается в ощутимый RC время задержки. Для очень большой чип с очень небольшой геометрией время задержки, связанные с межсоединений может стать заметно часть общего времени задержки, и следовательно производительность цепи не может быть решен по производительности устройства. Таким образом как увеличена площадь чипа и другие связанные с устройством измерения уменьшаются соединения время задержки становится значительным по сравнению с устройства время задержки и доминирует производительность чипа. Они являются доминирующим факторы, ограничивающие производительность устройства. Производительность является очевидной целью СБИС; надежность является более тонким. Таким образом новые материалы необходимы для СБИС межсоединений. Дизайн любого компьютера или устройства всегда ограничены материалы. Проблема в вопросе заключается в том, что материалы могут быть разработаны и для любых новых структур. Полупроводники используются в самых различных твердотельных устройств, включая транзисторы, интегральные схемы, диоды, фотодиодов и светоизлучающих диодов. Несколько элементов в и вокруг группы IV периодической таблицы показывают встроенные полупроводниковые свойства, но из этих Ge и Si (и в меньшей степени Se) только показали химические и электрические свойства, подходящие для электронных устройств, работающих вблизи комнатной температуры. Германия и кремния были первые полупроводниковые материалы в общего пользования. Большой вклад в изучение физики полупроводников выступил выдающийся советский ученый A.F.Yoffe. Это было в 1930 году, когда академик A.Yoffe и его коллеги начали систематические исследования в области полупроводников. Теория диффузии ректификации на границе двух полупроводников был разработан B.I.Davydov, советский физик, в 1938 году. Экспериментальная поддержка его теории имеет большое значение в исследовании процессов, происходящих в местах соединения p-n. Сразу же после мировой войны П, физики Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли и многие другие ученые, оказалось полное время полупроводниковых исследований. Исследование было сосредоточено на двух простейших полупроводников — Германия и кремния. Эксперименты приводят к новым теориям. Например Уильям Шокли предложил идею Полупроводниковый усилитель, который бы критически проверить теорию. Фактическое устройство имело гораздо меньше амплификации, чем предполагалось. Джон Бардин предложил теорию пересмотра, что бы объяснить, почему устройство не будет работать, и почему предыдущие эксперименты не были точно предсказали на более старые теории. В новых экспериментов, предназначенных для проверки новой теории, они открыли совершенно новое физическое явление — эффект транзистор. В 1948 году W.Shockley запатентован транзистор. Транзисторов являются по существу твердотельные устройства, имеющие три слоя поочередно отрицательный или положительный Тип полупроводникового материала. Ранняя история современной полупроводниковой технологии можно проследить до декабря 1947 года, когда J.Bardeen и W.H.Brattain, отметил транзистор действий через точку контактов применительно к поли кристаллический Германий. Германия стала материалом общего пользования. Стало понятно, что транзистор действие произошло в пределах одного зерна поликристаллического материала. G.K.Teal первоначально признала огромную важность одиночн кристалла полупроводниковых материалов, а также для обеспечения физической реализации junction транзистора. Тил рассудил в 1949 году, германий поликристаллический неконтролируемого сопротивления и электронные ловушки будет влиять на транзистор операции неконтролируемым образом. Кроме того он рассудил, что поликристаллического материала обеспечит доходность продукции и таким образом быть дорогостоящим. Он был первым, чтобы определить химический p

Результаты (русский) 2:

В микроэлектронике, устойчивое сокращение IC художественных размеров, сопровождающихся высокой плотности тока и возрастающие требования к электрической производительности, сосредоточил внимание технологов на новых материалах , которые демонстрируют такие характеристики, как низкое контактное сопротивление, снижение уязвимости к электромиграции и processibiliry при низких температура. на

протяжении многих лет, размер устройства был уменьшен чрезвычайно. Усовершенствования , доступные в области технологии материалов позволили интегрировать все больше и больше устройств на том же чипе, что приводит к увеличению площади. Согласно теории масштабирования, меньшие размеры МОП - транзистора должно повысить его скорость. В первом приближении, поэтому это должно пропорционально увеличивать скорость цепи. Действительно, для небольших систем это произойдет. Тем не менее, для больших цепей, задержки времени , связанные с межсоединений может играть существенную роль в определении характеристик схемы. По

мере того как минимальный размер становится меньше, площадь поперечного сечения соединения также снижается. В то же время более высокий уровень интеграции позволяет площадь кристалла увеличиваться, в результате чего длины межсоединений для увеличения. Чистый эффект этого "масштабирование межсоединений" находит свое отражение в заметной временной задержки RC. Для очень большой чип с чрезвычайно малой геометрии, то временная задержка , связанная с межсоединений может стать заметной частью общего времени задержки, и , следовательно , производительность цепи больше не может быть решен производительность устройства.

Таким образом, как площадь кристалла увеличивается и другие размеры устройства , связанные с уменьшается время межсоединений задержки становится значительным по сравнению с задержкой по времени устройства и доминирует над производительность чипа. Они являются доминирующими факторами , ограничивающими производительность устройства.

Производительность является очевидной целью СБИС; Надежность является более тонка. Таким образом, новые материалы необходимы для СБИС межсоединений.

Конструкция любого компьютера или устройства всегда было ограничено доступных материалов. Проблема в вопросе в том , что материалы могут быть разработаны и адаптированы для любых новых структур.

Полупроводники используются в самых различных твердотельных устройств , включая транзисторы, интегральные схемы, диоды, фотодиоды и светодиодах.

Несколько элементов и вокруг группы IV Периодической таблицы показывают собственных полупроводниковых свойств , но из этих Ge и Si (и в меньшей степени , Se) в одиночку показали химических и электрических свойств , подходящих для электронных устройств , работающих вблизи комнатной температуры.

германий и кремний были первые полупроводниковые материалы в общем пользовании .

Большой вклад в изучение физики полупроводников было сделано выдающимся советским ученым AFYoffe. Это было в 1930 году , когда академик A.Yoffe и его коллеги начали систематические исследования в области полупроводников.

Диффузионная теория выпрямления на границе двух полупроводников был разработан BIDavydov, советский физик, в 1938 году экспериментальной поддержки его теория имела большое значение в исследовании процессов , происходящих в р - п переходов.

Сразу же после Первой мировой войны П, физики Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли, и многие другие ученые, оказалось полное время полупроводниковых исследований. Исследование было сосредоточено на двух простейших полупроводников - германий и кремний.

Эксперименты приводят к новым теориям. Например, Уильям Шокли предложил идею для полупроводникового усилителя , который бы критически проверить теорию. Фактическое устройство было гораздо меньше , чем прогнозировалось усиление. Джон Бардин предложил теорию пересмотра , которая могла бы объяснить , почему устройство не будет работать и почему предыдущие эксперименты не было точно предсказано более старых теорий. В новых экспериментах , предназначенных для тестирования новой теории они обнаружили совершенно новое физическое явление - транзисторный эффект. В 1948 году W.Shockley запатентовал плоскостной транзистор. Распределительные транзисторы являются по существу твердотельные устройства , имеющие три слоя попеременно отрицательного или положительного типа полупроводникового материала.

Ранняя история современной полупроводниковой технологии можно проследить до декабря 1947 года , когда J.Bardeen и WHBrattain наблюдается транзисторный действие через точечных контактов , применяемых к поликристаллического германий. Германий стал материал в общем пользовании. Это стало ясно , что транзистор действие происходило в отдельных зерен поликристаллического материала.

GKTeal первоначально признал огромное значение монокристаллических полупроводниковых материалов, а также для обеспечения физической реализации плоскостного транзистора. Teal рассуждал в 1949 году, неконтролируемые сопротивлений , которые поликристалли- германии и с электронными ловушками бы повлиять на транзисторные операции в неконтролируемых способами. Кроме того, он считал , что поликристаллический материал обеспечит несогласованные выход продукта и , таким образом , быть дорогостоящим. Он был первым , чтобы определить химический р