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小芯片 大夢(mèng)想

2014-11-28 作者: [db:來源] 東軟新聞社

QQ截圖20170707161059

在電子工程系教學(xué)樓中廳項(xiàng)目展示區(qū),有這樣一個(gè)項(xiàng)目——VODMOSFET器件版圖設(shè)計(jì)與工藝實(shí)現(xiàn)。在這塊小小的芯片上,凝聚著我校2011級(jí)電子工程系學(xué)生胡一帆和陳樂同學(xué)對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解、對(duì)夢(mèng)想的追逐與堅(jiān)持。

什么叫光刻工藝呢?光刻工藝是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)工藝流程中最重要的一項(xiàng)工藝,利用強(qiáng)光將半導(dǎo)體材料部分刻蝕,可以實(shí)現(xiàn)光刻孔的形成,場(chǎng)區(qū)的劃分等步驟。利用事先設(shè)計(jì)好的光刻掩膜板,將圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體表面。

該項(xiàng)目盡可能實(shí)現(xiàn)器件功能的最優(yōu)效果,根據(jù)公式W=IU,利用控制輸入電壓U,放大輸出電流I,從而放大功率,做成耐壓500伏特、穩(wěn)定輸出電流10安培。

胡一帆和陳樂同學(xué)解釋道,在500V電壓下,器件可以正常工作,但是他們的器件擊穿電壓優(yōu)化到了550V,也就是說正常工作電壓為500V,繼續(xù)加大電壓,還可以工作,但會(huì)有些失真,當(dāng)電壓超過550V,器件擊穿損壞。在正常工作的前提下,器件的輸出電流穩(wěn)定在10A,因?yàn)槠骷Y(jié)構(gòu)有一定數(shù)量的器件單胞并聯(lián)而成,每個(gè)單胞輸出電流為mA級(jí),最后的輸出電流為各個(gè)單胞的輸出電流總和,最后的總輸出電流為10A。

在放大功率的同時(shí),他們將芯片體積盡量縮小,通過將6次光刻所用到的圖形轉(zhuǎn)移到晶片上形成的版圖光刻。與以前的光刻工藝相比,VDMOSFET版圖光刻工藝最大的亮點(diǎn)是考量了多種因素,通過控制氧化層厚度縮短開關(guān)響應(yīng)時(shí)間,加入邊緣場(chǎng)電保護(hù)電路。芯片面積縮小到了3.723平方毫米,打個(gè)比方來說就是比一個(gè)螺絲釘還要??!這使得集成電路整體尺寸縮小,更方便應(yīng)用于小型數(shù)字電子設(shè)備的生產(chǎn),使構(gòu)架嵌入式等系統(tǒng)的物理平臺(tái)的尺寸大大減小,例如手機(jī)等電子設(shè)備,將為人們的日常生活帶來極大的便利。

實(shí)現(xiàn)這樣的成果,兩位學(xué)生經(jīng)歷了很多挑戰(zhàn)。項(xiàng)目分析過程中需要用到十到二十個(gè)重要參數(shù),每個(gè)參數(shù)都要經(jīng)過復(fù)雜的公式推導(dǎo),而這些參數(shù)是環(huán)環(huán)相扣相互影響的,這就需要研發(fā)者必須有過硬的基礎(chǔ)知識(shí)和很高的數(shù)學(xué)理解能力。

胡一帆同學(xué)說:“在研發(fā)過程中經(jīng)常捉襟見肘,哪怕一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的錯(cuò)誤也要重新來過??鄲炇遣豢杀苊獾?,也曾想過放棄,但是為了夢(mèng)想,我們憑著熱情和堅(jiān)持克服了困難,突破了自我,完成了這個(gè)項(xiàng)目?!彼?fù)責(zé)VDMOSFET版圖光刻工藝項(xiàng)目的前期設(shè)計(jì)與分析。

他們的這個(gè)項(xiàng)目花費(fèi)了一個(gè)月時(shí)間,設(shè)計(jì)到了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、器件特性的分析、版圖的設(shè)計(jì)與制造等多方面知識(shí)。在很多的高校,VDMOS器件的特性研究是在研究生階段才涉及到的。現(xiàn)在,這一項(xiàng)目獲得的遼寧省博士流動(dòng)基金會(huì)的支持與肯定。

“作為兩個(gè)本科生,這個(gè)已經(jīng)涉及到碩士學(xué)識(shí)范圍的項(xiàng)目也讓二人感到了自己的不足。” 陳樂說,“希望能對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域有一個(gè)更深層次的理解,對(duì)器件特性有一個(gè)更為深入的分析?!彼?fù)責(zé)中期的版圖設(shè)計(jì),邊緣場(chǎng)電保護(hù)電路等。兩個(gè)人同時(shí)負(fù)責(zé)后期的生產(chǎn)過程和實(shí)踐。

施敏,是半導(dǎo)體研究領(lǐng)域的泰斗,曾被多次提名諾貝爾獎(jiǎng),是胡一帆和陳樂心中的偶像和目標(biāo)。為著這一個(gè)夢(mèng)想,兩人在征途上不斷的前進(jìn),這也是他們的動(dòng)力?!皬氖├系纳砩?,我們學(xué)習(xí)到了要把知識(shí)融會(huì)貫通,多多創(chuàng)新,并有著十二萬分的熱情,才能真正的做出屬于自己的項(xiàng)目?!标悩氛f。

對(duì)于項(xiàng)目未來的發(fā)展方向,胡一帆希望更多的學(xué)弟學(xué)妹了解半導(dǎo)體并把熱情投入的其中,希望未來會(huì)嘗試更加新穎的器件,使其更優(yōu)化,應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域中。

創(chuàng)意來源于對(duì)生活的觀察,從創(chuàng)意變成真實(shí)的作品卻要跨越重重阻礙。在東軟校園中,有一批熱愛幻想并且執(zhí)著于將創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)的學(xué)子,在他們的作品中我們可以看到他們對(duì)于未來生活、對(duì)歷史文化的理解與感悟,還可以看到在創(chuàng)新實(shí)踐的路上他們的堅(jiān)持與探索。