Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Вторник, 28 января
 
 

Это интересно!

Новости

Приглашение к участию в ежегоднике «Живая Электроника России» 2020


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Электронный браслет Microsoft: пальцами по воздуху

Сотрудники исследовательской лаборатории Microsoft Research представили прототип устройства, которое позволяет управлять компьютером с помощью движений пальцев руки. О нем рассказывается в блоге лаборатории.

Около 6% автомобилей смогут «общаться» друг с другом к 2017 году

К 2017 году около 6% автомобилей в мире будут оснащены системами обмена информацией в реальном времени, разработка и испытания которых сейчас активно ведутся в США и Европе, сказал Пим ван дер Ягт, глава европейского центра исследований компании Ford.

Смартфон станет контролировать всё происходящее в «умном доме»

Компания Ube разработала приложение для смартфона, с помощью которого можно будет контролировать любую систему в доме, если та оснащена функцией беспроводного подключения.

Реклама

По вопросам размещения рекламы обращайтесь в отдел рекламы

Реклама наших партнеров

 

16 октября 2012

20-нм планарный техпроцесс не подходит для мобильных приложений

Нерешенные проблемы с переходом на 20 нм могут осложнить производство кристаллов для мобильных приложений, считает Асен Асенов (Asen Asenov), профессор Университета Глазго и президент компании Gold Standard Simulations.

П

о мнению Асенова, 20-нм кристаллы будут потреблять большое количество энергии, и только крупные игроки рынка, чья продукция отличается высокой производительностью, могут позволить себе переход на эту топологическую норму. Остальные участники рынка будут довольствоваться 28-нм процессом, пока не станет доступной более совершенная FinFET-технология.

Несмотря на многочисленные заявления крупных фаундри-компаний относительно технологий FDSOI и FinFET, КМОП-структура с монолитной подложкой остается единственным, кроме Intel, известным процессом на 20 нм для большинства фаблесс-компаний.

Компания Gold Standard Simulations (GSS) решила проверить, как статистическая вариативность, являющаяся недостатком процесса изготовления 28-нм КМОП-структур с монолитной подложкой, сказывается при переходе на 20 нм. Этот эксперимент позволил также сравнить технологии metal gate first («металлический затвор в первую очередь») и metal gate last («металлический затвор в последнюю очередь»).

В эксперименте использовался образец MOSFET, у которого физическая длина затвора составила 25 нм. Это типичное значение для высокопроизводительных транзисторов с 20-нм КМОП-структурой. MOSFET-транзисторы были спроектированы с помощью имитатора технологического процесса компании GSS в соответствии с требованиями ITRS («Международный проект развития полупроводниковых технологий»), а значение их производительности было выбрано равным тому, которое в настоящее время предлагают ведущие фаундри. 

Статистическая вариативность КМОП-процесса обусловлена атомарной природой заряда и неоднородностью строения материалов. Основными источниками этой вариативности у MOSFET, изготовленных по технологии bulk high-k/metal, являются случайные дискретные примеси (random discrete dopants, RDD) и зернистая структура металлического затвора (metal gate granularity, MGG). В технологии metal gate first использование самосовмещенного истока и стока обеспечивает поликристаллизацию металлического затвора.

У традиционно используемого металлического затвора со слоем нитрида титана (TiN) размер зерна составляет 5–6 нм. Считается, что в технологии metal gate last металлический затвор, сформированный после имплантации, не страдает от термической обработки и имеет некристаллическую структуру, что исключает образование зернистости, которая является источником статистической вариативности процесса.

В экспериментах GSS исследовалась степень этой вариативности для 20-нм КМОП-процесса. Было установлено, что она оказывает существенное влияние на формирование SRAM-ячеек, при котором в КМОП-цепи используются транзисторы небольшого размера. Из-за высокой степени вариативности невозможно масштабировать SRAM-ячейки на 50% при переходе с 28 на 20 нм КМОП-процесс. На недавно состоявшейся конференции ESSDERC (European Solid-State Device Research Conference) Пол Зубер (Paul Zuber) из центра IMEC сообщил, что площадь SRAM при переходе с 28 нм на 20 сокращается примерно на 40%.

Поскольку статистическая вариативность растет обратно пропорционально площади затвора, ее влияние на цифровую логику, в которой используются транзисторы сравнительно большого размера, не столь значительно. Другой негативный эффект, связанный со статистической вариативностью, приводит к увеличению тока утечки кристалла примерно на порядок по сравнению с идеальным массивом транзисторов.

Еще одним, хотя и в гораздо меньшей мере, источником вариативности 20-нм КМОП-процесса   является зернистость структуры металлического затвора. Исключение этого эффекта на 20 нм в технологии metal gate last позволяет примерно на 10 мВ уменьшить стандартное отклонение от величины порогового напряжения.

Это, казалось бы, незначительное уменьшение статистической вариативности процесса позволяет на 100 мВ понизить величину Vcmin у SRAM-памяти и на 50% сократить ток утечки.

Проблема статистической вариативности при использовании 20-нм КМОП-процесса прослеживается на вольтамперных характеристиках 10 тыс. микроскопически разных MOSFET-транзисторов с затвором площадью 25×25 нм, спроектированных по технологии metal gate first и подверженных влиянию эффектов RDD (случайные дискретные примеси), LER (неровности краев линий) и MGG (и зернистой структурой металлического затвора)

Подробнее о сравнительных показателях технологий изготовления транзисторов metal-gate-first и metal-gate-last см. отчет GSS.

Источник: Electronics Weekly

Читайте также:
Altera начнет выпускать 20-нм ПЛИС в следующем году
STMicroelectronics перестанет быть производителем кристаллов?
Intel сокрушит ARM на проектных нормах менее 20 нм
Фабрика GlobalFoundries в Дрездене получит 20-нм техпроцесс для изготовления 450-мм пластин: фоторепортаж
Что внутри 20-нм 3D-флеш-памяти NAND от Intel?

Оцените материал:

Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать







 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2020 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты