Для техпроцессов с нормами 3 нм вместо медных проводников понадобятся другие металлы

Для техпроцессов с нормами 3 нм вместо медных проводников понадобятся другие металлы

Судя по всему, со временем переход на техпроцессы с нормами 3 нм — дело уже решённое. Компания Samsung планирует внедрить 3-нм полупроводниковую литографию в 2021 году, а компания TSMC — в 2022-м. На бумаге всё это выглядит хорошо, но на пути к новым «глубинам» полно и оврагов.

Процессор IBM CMOS 7S: 7 слоёв медных соединений с удалённым для наглядности диэлектриком (IBM)

Для конференции IEEE International Interconnect Technology Conference 2018 (IITC 2018) специалисты исследовательского центра Imec подготовили 11 документов, в которых рассматриваются вопросы использования современных технологий и материалов в производстве чипов с нормами 3 нм и ниже. Основная проблема заключается в том, что для создания внутричиповых соединений — проводников и межслойной металлизации — индустрия и дальше желала бы использовать так называемую дамасскую технологию (damascene metallization).

Дамасскую технологию, названную по аналогии с одноимённой средневековой технологией нанесения рельефного узора на металлические изделия, предложила компания IBM. В прошлом году как раз исполнилось 20 лет с момента первого выпуска процессоров IBM с использованием медных соединений вместо алюминиевых. Высокая по сравнению с алюминием проводимость меди на ровном месте позволила увеличить производительность решений на 30 %, чем позже воспользовались все, включая Intel и AMD.

Для техпроцессов с нормами 3 нм вместо медных проводников понадобятся другие металлы

Пример последовательности технологии двойного дамасского процесса (в две линии вместо одной, но суть та же)

Технология IBM заключается в изготовлении траншей в изоляторе с последующим внесением меди и удалением (полировкой) излишков, и так до 5–10 слоёв, в зависимости от потребностей. При этом медь покрывается защитной плёнкой — диффузионным барьером для предотвращения электромиграции, что можно расценить как защиту от «отравления» полупроводниковых структур атомами меди. Технология отработана и хорошо себя показала, но медь для технологических норм от 3 нм и ниже уже не подходит.

Вместо меди Imec предлагает использовать кобальт, рутений или графен. Оба металла и графен имеют меньшее сопротивление, чем медь, но не лишены своих недостатков. В докладе Imec рассматривает надёжность и перспективы новых материалов. Например, соблазнительный вариант использовать кобальт без защитных диффузионных барьеров. При этом разработчики также выяснили, что нитрид тантала в качестве диффузионного барьера может использоваться с техпроцессами ниже 2 нм. Это, кстати, может продлить жизнь медным соединениям, что было бы, возможно, самой экономически оправданной технологией.

Для техпроцессов с нормами 3 нм вместо медных проводников понадобятся другие металлы

Зависимость сопротивления сквозной металлизации от используемого материала и сечения контакта (Imec)

Нет смысла объяснять, что вопросами металлических соединений в чипах интересуются не только в Imec. В программе бельгийцев принимают партнёрское участие компании GlobalFoundries, Huawei, Intel, Micron, Qualcomm, Samsung, SK Hynix, SanDisk/Western Digital, Sony Semiconductor Solutions, TOSHIBA Memory и TSMC, что само за себя говорит о важности этого направления.


Олег Писарев, Supreme2.Ru


!

Если для Вас конкретно эта новость оказалась важной или интересной - пожалуйста, поделитесь ею в своей любимой социальной сети с помощью кнопок, расположенных под этим текстом. Это поможет нам в будущем делать более качественную подборку материалов, исходя из Ваших потребностей\интересов.




Коды для вставки в блог\форум

blog comments powered by Disqus


Вспомним другие новости из этого раздела?


Наука и техника

←+Ctrl+→

Интересные новости
Зонд Parker Solar Probe отправился к СолнцуЗонд Parker Solar Probe отправился к Солнцу
Харари: Мир ждет полномасштабная гонка вооружений в сфере ИИХарари: Мир ждет полномасштабная гонка вооружений в сфере ИИ
Половина выпускников не смогли сократить дробь на ВНО по математикеПоловина выпускников не смогли сократить дробь на ВНО по математике
Ученые выдвинули новую теорию краха цивилизации на острове ПасхиУченые выдвинули новую теорию краха цивилизации на острове Пасхи
Ford начинает массовое внедрение экзоскелетов на своих предприятияхFord начинает массовое внедрение экзоскелетов на своих предприятиях
Блок рекламы


Похожие новости

В аэропорту Сиднея внедряют распознавание лиц вместо паспортного контроляВ аэропорту Сиднея внедряют распознавание лиц вместо паспортного контроля
Для техпроцессов с нормами менее 5 нм Imec предложила «нанотранзистор»Для техпроцессов с нормами менее 5 нм Imec предложила «нанотранзистор»
Будущее медицины: вирусы вместо антибиотиковБудущее медицины: вирусы вместо антибиотиков
Бактерии могут первыми колонизировать другие планеты, - The EconomistБактерии могут первыми колонизировать другие планеты, - The Economist
На Марсе есть драгоценные металлыНа Марсе есть драгоценные металлы
К Солнцу неизбежно приближаются другие звезды галактикиК Солнцу неизбежно приближаются другие звезды галактики
Канадские ученые предложили использовать снег вместо кондиционеровКанадские ученые предложили использовать снег вместо кондиционеров
Мыши-супернюхачи будут искать взрывчатку вместо собак - генетикиМыши-супернюхачи будут искать взрывчатку вместо собак - генетики
Нейросеть вместо фотошопаНейросеть вместо фотошопа
Создан «умный» спортивный костюм, который будет работать вместо фитнес-коучаСоздан «умный» спортивный костюм, который будет работать вместо фитнес-коуча
Последние новости

Подгружаем последние новости