DomAktualnościPoza granicami: zmiana paradygmatu od konstrukcji do inżynierii materiałowej (FinFET do GAA)

Poza granicami: zmiana paradygmatu od konstrukcji do inżynierii materiałowej (FinFET do GAA)

Koniec skalowania liniowego: jak synergia materiałowo-procesowa na nowo definiuje półprzewodniki poniżej 3 nm










1. Śmierć skalowania geometrycznego

W miarę jak wydajność mikroprocesora wyraźnie wzrasta, tradycyjny PPAC (moc, wydajność, powierzchnia, koszt) podręcznik jest w trakcie przepisywania.Przeszliśmy z Era skalowania geometrycznego do Era Inżynierii Materiałowej.Sukces zależy teraz od synergii na poziomie atomowym pomiędzy nowymi materiałami i integracją złożonych procesów, a nie od prostej redukcji wymiarów.

2. Wyciskanie FinFET: Innowacje w sferze atomowej

Przed pełnym przejściem na GAA (Gate-All-Around) wydajność FinFET jest osiągana do fizycznych granic poprzez cztery krytyczne moduły „Mikroinnowacji”:

  • Inżynieria odkształceń: Wykorzystując Kanały SiGe aby zwiększyć mobilność PMOS o ~ 18%, wykorzystując struktury „Lateral Push” w celu maksymalizacji prądu napędu.
  • Ewolucja stosu bramek: Skalowanie EOT (równoważna grubość tlenku) od 11Å do 6Å dzięki zaawansowanej inżynierii dipolowej w celu optymalizacji wahań podprogowych.
  • Skontaktuj się z inżynierią: Ponieważ obszary styku kurczą się o 25% na węzeł, wąskie gardło przeniosło się na interfejs.Nowoczesne rozwiązania skupiają się na drastycznym obniżeniu Bariera Schottky'ego (ΦB).
  • Optymalizacja izolacji: Przesunięcie w stronę Kanały bez domieszek w celu złagodzenia losowej fluktuacji domieszek (RDF), zmniejszając wahania Vt o około 30%.

3. Sufit „Zmienność”.

W zaawansowanych węzłach Zmienność oznacza wydajność.Niezależnie od tego, czy chodzi o wahania wymiarów żeberek, czy nieregularności w skali atomowej, zwycięzcą wyścigu poniżej 3 nm zostanie producent, który opanuje jednorodność całej płytki.Kontrolowanie efektów stochastycznych to nowa granica wydajności i szybkości.

4. GAA: skok strukturalny, materialne wyzwanie

Przejście do GAA/Nanoarkusz architektura zapewnia doskonałą kontrolę elektrostatyczną i mniejsze wycieki.Nie jest to jednak uproszczenie;to jest świt Systematyczna Inżynieria Materiałowa:

  • Kontrola epitaksji: Zarządzanie złożoną strukturą supersieci Si/SiGe z nanometrową precyzją.
  • Wytrawianie selektywne: Nawigacja w procesie tworzenia wewnętrznych przekładek i uwalniania SiGe o wysokiej stawce.
  • Przyszłe plany działania: Ruszam w kierunku Arkusz wideł i Tylna izolacja dielektryczna (BDI) w celu dalszego rozwiązywania ograniczeń mobilności PMOS i wąskich gardeł w dostawie energii.

Wniosek: Nowa logika zaawansowanych węzłów

Kiedy skalowanie zawodzi, konkurencja przenosi się na logikę materiałów. GAA to nie tylko modernizacja strukturalna;jest to całkowita rekonstrukcja stresu, interfejsu i synergii procesów. Branża nie tylko buduje mniejsze bramy — projektuje nowe materiały, aby zachowywały się z niespotykaną dotąd wydajnością.