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
В Оксфорде запустят первый университет на блокчейнеВ Оксфорде запустят первый университет на блокчейне
NASA неправильно считает астероиды?NASA неправильно считает астероиды?
NASA показало необычную дюну на МарсеNASA показало необычную дюну на Марсе
Украинские гидроархеологи нашли в Днепре средневековый корабльУкраинские гидроархеологи нашли в Днепре средневековый корабль
Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелеонСоздан нанолазер, который меняет цвет как хамелеон
Блок рекламы


Похожие новости

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
Стоматологи научились выращивать зубы из корней вместо установки протезовСтоматологи научились выращивать зубы из корней вместо установки протезов
Исследователи Google, Элон Маск и другие внесут вклад в развитие ИИИсследователи Google, Элон Маск и другие внесут вклад в развитие ИИ
Последние новости

Подгружаем последние новости