IMEC針對5nm及以下尖端工藝的BPR技術(shù)

2020年6月15日至18日（美國時間，第二天為日本時間）舉行了“ 2020年技術(shù)與電路專題討論會（VLSI 2020年專題討論會）”，但實際上所有的講座錄了視頻，并可付費觀看至2020年8月底。 如果像過去那樣在酒店場所召開會議，則您只能參加眾多平行會議中的一個會議。但是以視頻點播形式，您可以根據(jù)需要觀看所用會議。這樣做需要花很長時間，因此應(yīng)許多與會者的要求，付費會議注冊者的視頻觀看時間已經(jīng)延長了大約兩個月，直到8月底。 在這個VLSI研討會中，共有86個工藝研討會，110個電路研討會，總共約200篇論文。本次技術(shù)研討會上，與內(nèi)存相關(guān)的會議是最多的，并且針對每種存儲器類型（例如NAND / NOR / PCM，RRAM，RRAM，F(xiàn)eRAM，STT MRAM和下一代MRAM）均舉行了會議，覆蓋先進器件/工藝，先進Si CMOS，先進工藝，Ge/SiGe器件，用于量子計算的器件以及新器件領(lǐng)域。除此之外，與3D堆疊封裝相關(guān)的還有3個會議。 接下來，我想在這大約200個演講中，挑選并介紹一些受到高度贊揚的論文和演講。首先，我要介紹是比利時IMEC的BPR工藝，其次是法國Leti和IBM關(guān)于先進CMOS技術(shù)領(lǐng)域的演講。

IMEC針對5nm及以下尖端工藝的BPR技術(shù)

比利時獨立研究機構(gòu)imec的研究人員報告了在FinFET工藝中添加埋入式電源線（BPR）的實驗成果。該項技術(shù)被定位為5納米及以下制程的重要技術(shù)。他們采用鎢作為該電源線的材料，并且已經(jīng)證實該技術(shù)對晶體管性能沒有影響。 此外，通過將釕（Ru）用于連接到埋入鎢的布線的通孔，還證實了其在4 MA /cm2和330℃的條件下承受320小時以上的電遷移應(yīng)力，以此說明釕是該技術(shù)最優(yōu)選的候選材料。

圖1，IMEC現(xiàn)場演示文稿截圖

圖2，BRP的TEM圖，其中鰭節(jié)距為45 nm，鰭與BPR之間的最小距離約為6 nm

Leti宣布推出7層納米片GAA晶體管

環(huán)繞柵（GAA）納米片晶體管的有效溝道寬度大，因此其性能優(yōu)于FinFET。法國國家電子技術(shù)研究所（CEA-LETI-MINATEC）的研究人員討論了在增加每個有效通道寬度以改善器件性能和制造工藝復(fù)雜性之間進行權(quán)衡的問題。 他們首次制作了具有RMG工藝金屬柵極，Inner spacer和自對準接觸的七層GAA納米片晶體管原型。所制造的晶體管具有出色的溝道電控制能力和極高的電流驅(qū)動能力，其飽和電流是兩層堆疊納米片GAA晶體管的三倍（在VDD = 1V時為3mA /μm）。

圖3，7層納米片GAA晶體管的TEM圖

IBM報告了先進CMOS的Air Gap 柵極側(cè)墻技術(shù)

業(yè)界早已認識到，將Air Gap用作晶體管的柵極側(cè)墻上的絕緣膜間隔物的一部分，是減少寄生電容的有效方法。 IBM研究人員報告了一種改進的Air gap 側(cè)墻技術(shù)，該技術(shù)兼容具有自對準觸點（SAC）技術(shù)和COAG技術(shù)的FinFET晶體管。在新的集成方法中，Air Gap是在形成MOL接觸（SAC和COAG）之后形成的，并且無論晶體管結(jié)構(gòu)如何，都可以形成Air Gap，這使得該技術(shù)應(yīng)用空間非常廣闊。 在假定該技術(shù)降低了15％的有效電容（Ceff）的情況下，演算得出采用該技術(shù)的7nm工藝在功率和性能上將優(yōu)于5nm工藝。

圖4，（a）是3D概念圖，（b）SAC和COAG之后形成的具有Air gap 的FinFET TEM圖。

圖5，后Air Gap Spacer 工藝流程圖，由編者摘自對應(yīng)演示文稿 以下是對應(yīng)演示文稿 IMEC

CEA-Leti

IBM

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