在2017年度IEEE國(guó)際電子組件會(huì)議(IEDM)上,Intel與GlobalFoundries分別介紹了讓人眼前一亮的新一代制程技術(shù)細(xì)節(jié)...
在近日于美國(guó)舊金山舉行的2017年度IEEE國(guó)際電子組件會(huì)議(InternationalElectronDeviceMeeting,IEDM)上,英特爾(Intel)透露了將在10納米制程節(jié)點(diǎn)的部分互連層采用鈷(cobalt)材料之計(jì)劃細(xì)節(jié),GlobalFoundries則是介紹該公司將如何首度利用極紫外光(EUV)微影技術(shù)決戰(zhàn)7納米制程節(jié)點(diǎn)。
Intel表示將在10納米節(jié)點(diǎn)互連的最底部?jī)蓚€(gè)層采用鈷,以達(dá)到5至10倍的電子遷移率改善,以及降低兩倍的通路電阻(viaresistance)。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)VLSIResearch董事長(zhǎng)暨執(zhí)行長(zhǎng)G.DanHutcheson表示,這是第一次有芯片制造商分享將鈷材料應(yīng)用于制程技術(shù)的計(jì)劃細(xì)節(jié),這種易碎金屬一直被視為具潛力的介電質(zhì)候選材料。
Globalfoundries先前就表示將在7納米節(jié)點(diǎn)采用EUV,該公司介紹了一個(gè)完全以浸潤(rùn)式光學(xué)微影為基礎(chǔ)的平臺(tái),但被設(shè)計(jì)成能在特定層級(jí)導(dǎo)入EUV,以改善周期時(shí)間與制造效率;該公司技術(shù)長(zhǎng)暨全球研發(fā)副總裁GaryPatton在接受EETimes采訪時(shí)表示,EUV仍有一些問(wèn)題需要解決,包括光罩護(hù)膜(pellicle)以及檢測(cè)技術(shù)。Globalfoundries目前在紐約州北部的Fab8晶圓廠安裝了第一套EUV量產(chǎn)工具。
Hutcheson接受EETimes訪問(wèn)時(shí)表示,他對(duì)于Intel與Globalfoundries在IEDM上的技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)印象深刻,不過(guò)也補(bǔ)充指出,對(duì)硬底子技術(shù)專業(yè)人士來(lái)說(shuō),技術(shù)細(xì)節(jié)的缺乏還是令人失望,但芯片業(yè)者通常會(huì)希望保留專有技術(shù)信息:「這些人不會(huì)愿意放棄任何東西;」他還表示,兩家公司都展示了新技術(shù)在邏輯晶體管密度方面的提升,與前一代技術(shù)相較可達(dá)到兩倍以上,這意味著產(chǎn)業(yè)界仍然跟隨著摩爾定律(Moore’sLaw)腳步。
Intel與Globalfoundries先前都曾發(fā)表最新制程技術(shù);Intel的10納米節(jié)點(diǎn)是在3月首度亮相,采用自我校準(zhǔn)四重圖形(self-alignedquadruplepatterning,SAQP)技術(shù),為鰭片寬度7納米、高度46納米,間距34納米的FinFET結(jié)構(gòu)。
Globalfoundries則是在9月首度發(fā)表7納米制程,采用SAQP制作鰭片,并以雙重圖形進(jìn)行金屬化,號(hào)稱與該公司授權(quán)自三星(Samsung)的14納米制程相較,其邏輯密度提升了2.8倍、性能提高40%、功耗降低55%。Intel與Globalfoundries的制程都支持多電壓臨界值(multiplevoltagethresholds)。
介電質(zhì)材料點(diǎn)燃新戰(zhàn)火
Intel將在10納米節(jié)點(diǎn)以鈷進(jìn)行觸點(diǎn)金屬化(contactmetallization),可能會(huì)成為先進(jìn)半導(dǎo)體制程戰(zhàn)場(chǎng)上的差異化特點(diǎn);Globalfoundries則將在7納米節(jié)點(diǎn)繼續(xù)采用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在過(guò)去幾個(gè)節(jié)點(diǎn)使用的銅/低介電材料(low-kdielectrics)。
Globalfoundries技術(shù)長(zhǎng)Gary Patton
Globalfoundries的Patton與負(fù)責(zé)介紹7納米技術(shù)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)杰出成員BasanthJagannathan在IEDM簡(jiǎn)報(bào)后接受EETimes采訪時(shí)表示,繼續(xù)采用銅/低介電材料是因?yàn)槠渚邆淇煽慷葍?yōu)勢(shì),能降低技術(shù)復(fù)雜度與良率風(fēng)險(xiǎn):「銅材料仍有很大的利用空間?!?/p>
另一個(gè)Globalfoundries制程技術(shù)的顯著差異特性,是在后段金屬化采用雙重圖形;對(duì)此Jagannathan在簡(jiǎn)報(bào)中說(shuō)明,利用SAQP可能供密度優(yōu)勢(shì),但會(huì)對(duì)客戶仰賴的靈活性有嚴(yán)重妨礙?!肝覀兲峁┑氖蔷A代工技術(shù),」他指出:「需要迎合各種不同的設(shè)計(jì)?!筆attom則對(duì)EETimes表示,在后段制程繼續(xù)采用雙重圖形,「不代表我們密度不夠,并不是一切都與間距有關(guān);我們是以另一種有點(diǎn)不同的方法達(dá)成密度目標(biāo)。」
在IEDM上,Intel除了透露10納米制程細(xì)節(jié),還提供了另外一篇論文介紹22納米FinFET低功號(hào)制程技術(shù),也讓VLSIResearch的Hutcheson印象深刻;他表示,這種制程──被視為手機(jī)與RF應(yīng)用之理想選擇──說(shuō)明了一種新趨勢(shì),就是晶圓代工業(yè)者正紛紛「走回頭路」,優(yōu)化較舊制程節(jié)點(diǎn)。
Globalfoundries的Patton在今年的IEDM還獲頒IEEEFrederikPhilips獎(jiǎng)項(xiàng),表彰他對(duì)產(chǎn)業(yè)界的影響力以及領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)先進(jìn)微電子技術(shù)、推動(dòng)合作研發(fā)計(jì)劃的成就;他表示他第一次參加IEDM的時(shí)候還是學(xué)生,而且已經(jīng)是35年前的事了。