MājasJaunumiPārsniedzot robežu: paradigmas maiņa no struktūras uz materiālu inženieriju (FinFET uz GAA)

Pārsniedzot robežu: paradigmas maiņa no struktūras uz materiālu inženieriju (FinFET uz GAA)

Lineārās mērogošanas beigas: kā materiālu un procesu sinerģija no jauna definē pusvadītājus, kas mazāki par 3nm










1. Ģeometriskās mērogošanas nāve

Tā kā mikroprocesora veiktspēja acīmredzami pieaug, tradicionālais PPAC (jauda, veiktspēja, platība, izmaksas) rokasgrāmata tiek pārrakstīta.Mēs esam pārgājuši no Ģeometriskās mērogošanas laikmets uz Materiālu inženierijas laikmets.Panākumi tagad ir atkarīgi no atomu līmeņa sinerģijas starp jauniem materiāliem un sarežģītu procesu integrāciju, nevis no vienkāršas izmēru samazināšanas.

2. FinFET saspiešana: Inovācijas atomu valstībā

Pirms pilnīgas pārejas uz GAA (Gate-All-Around), FinFET veiktspēja tiek samazināta līdz fiziskajām robežām, izmantojot četrus kritiskos "mikroinovācijas" moduļus:

  • Celmu inženierija: Izmantošana SiGe kanāli lai palielinātu PMOS mobilitāti par ~18%, izmantojot "Lateral Push" struktūras, lai palielinātu piedziņas strāvu.
  • Gate Stack Evolution: Mērogošana EOT (ekvivalentais oksīda biezums) no 11 Å līdz 6 Å, izmantojot uzlaboto dipola inženieriju, lai optimizētu zemsliekšņa svārstības.
  • Sazinieties ar inženieriju: Kontaktu laukumiem samazinoties par 25% uz vienu mezglu, sašaurinājums ir pārcēlies uz saskarni.Mūsdienu risinājumi ir vērsti uz krasu samazināšanu Šotkija barjera (ΦB).
  • Izolācijas optimizācija: Pārslēgšanās virzienā Neleģēti kanāli lai mazinātu nejaušās piedevas svārstības (RDF), samazinot Vt svārstības par aptuveni 30%.

3. "Mainības" griesti

Uzlabotos mezglos, Mainīgums ir vienāds ar veiktspēju.Neatkarīgi no tā, vai tās ir Fin izmēru svārstības vai atomu mēroga nelīdzenumi, skrējienā zem 3 nm uzvarētājs būs ražotājs, kas apgūs vienmērīgumu visā plāksnē.Stohastisko efektu kontrole ir jauna ražas un ātruma robeža.

4. GAA: Strukturāls lēciens, Materiāls izaicinājums

Pāreja uz GAA/nano lapa arhitektūra nodrošina izcilu elektrostatisko vadību un mazāku noplūdi.Tomēr tas nav vienkāršojums;ir rītausma Sistemātiska materiālu inženierija:

  • Epitaksijas kontrole: Sarežģītās Si / SiGe superrežģa struktūras pārvaldīšana ar nanometru precizitāti.
  • Selektīva kodināšana: Navigācija augsto likmju iekšējā starplikas veidošanās un SiGe atbrīvošanas procesā.
  • Nākotnes ceļveži: Virzoties uz Forksheet un Aizmugurējā dielektriskā izolācija (BDI) lai vēl vairāk atrisinātu PMOS mobilitātes ierobežojumus un jaudas piegādes vājās vietas.

Secinājums: uzlaboto mezglu jaunā loģika

Ja mērogošana neizdodas, konkurence pāriet uz materiālu pamatā esošo loģiku. GAA nav tikai strukturāls jauninājums;tā ir stresa, saskarnes un procesa sinerģijas pilnīga rekonstrukcija. Nozare vairs nebūvē tikai mazākus vārtus – tā izstrādā jaunus materiālus, kas darbotos ar nepieredzētu efektivitāti.