应变工程 是指通过改变材料应变的大小来调控和优化其物化性能的技术。它主要应用在半导体加工工艺中,通过施加力学拉伸或压缩应变,来提高器件的性能。例如,在晶体管中控制沟道中的应变可以增强电子迁移率,从而优化沟道的电学性能。应变工程已经广泛应用于各种电子器件中,如微处理器制造商AMD、IBM和Intel等在亚130纳米技术中利用应变工程取得了显著效果。
应变工程可以分为以下几类:
弹性应变工程:
通过改变材料的弹性应变来调控其物化性能。例如,在单晶硅中,弹性应变可以大幅提高载流子的迁移率,这一技术在CMOS工业中得到了广泛应用。
工程应变:
工程应变是指材料在受到外力作用时,相对于原始长度或形状发生的变形程度。它仅考虑物体表面的长度变化,而不考虑材料内部微观结构的变化。工程应变的计算公式为:εe=δ/L0,其中δ为试件在外荷载作用下的伸长量,L0为试件的初始长度。
实际应变:
实际应变是指材料内部分子间距离的变化,即考虑材料内部微观结构的变化。实际应变与工程应变不同,它通过测量材料的长度、直径等参数来计算,并且随着应变增加,两者之间的差别也会增加。
通过对应变工程的研究和应用,可以有效地提高电子器件的性能,推动微电子技术的不断发展。