ST и IBM попытаются сократить отставание от Intel

По словам Стива Лонгориа (Steve Longoria), старшего вице-президента Soitec, при использовании техпроцессов по нормам ниже 32 нм производство полупроводников нуждается в технологии полностью обедненных транзисторов. Компания IBM воспользуется пластинами, изготовленными по технологии «кремний-на-изоляторе» (КнИ), при переходе на 14-нм FinFET-процесс. Компании STMicroelectronics и ST-Ericsson совместно с Soitec разрабатывают технологию полностью обедненных планарных транзисторов для создания 28-нм процессоров следующего поколения для мобильных устройств.

Одной из самых сложных проблем при переходе к проектированию полупроводников по нормам ниже 32 нм является неоднородность распределения легирующих примесей в наноразмерном канальном слое транзистора. Для ее решения в полностью обедненных транзисторах используются нелегированные каналы. Инженеры Intel увеличили их длину в трехзатворных транзисторах FinFET на стандартных монолитных пластинах. В результате для изоляции каналов и предотвращения избыточного тока утечки в подложку потребовалось ионное легирование их стенок.

Компания Soitec работает с двумя типами пластин по технологии КнИ. Одни пластины применяются для изготовления традиционных планарных транзисторов с очень тонким верхним слоем кремния при допуске в 5 Å. Для создания каналов полностью обедненных транзисторов применяется скрытый оксидный слой диэлектрика очень небольшой толщины, который предотвращает утечку тока в подложку и исключает необходимость в дополнительных производственных операциях, к которым прибегает Intel.

Структура трехслойной подложки КнИ

Второй тип пластин компании Soitec предназначен для изготовления объемных FinFET-транзисторов, например по 14-нм техпроцессу IBM. У этого типа пластин кремниевый и скрытый оксидный слой изолятора имеют большую толщину, чтобы учесть сильные поля, создаваемые многочисленными металлическими затворами.

Стоимость КнИ-пластин для изготовления планарных и объемных кристаллов в четыре раза превышает стоимость монолитного кремния, что объясняет нежелание Intel применять технологию КнИ в процессе FinFET. Однако Soitec утверждает, что сокращение времени, затраченного на разработку полностью обедненных транзисторов, и уменьшение числа производственных операций по сравнению с теми, которые требуются в техпроцессе Intel для изготовления транзисторов с полностью обедненными и легированными каналами, более чем оправдывает высокую цену этих пластин.

Структура трехмерного транзистора Intel

Компания Soitec утверждает, что производительность полностью обедненных транзисторов, созданных с использованием КнИ-пластин, на 40% выше. Благодаря гораздо меньшему току утечки из скрытого слоя диэлектрика потребление таких устройств понижается на 40% при нынешних уровнях производительности. Soitec заявила о том, что сотрудничает с компаниями IBM и ARM над созданием спецификации для КнИ-пластин, которая позволит перейти с использования традиционных планарных транзисторов к полностью обедненным нелегированным каналам. Это позволит обойти проблему коротких каналов, когда близкое расположение стока и истока приводит к большим токам утечки через монолитную кремниевую подложку.

Источник: EE Times

Читайте также:
Прорыв в области кремниевой фотоники
AMD начинает поставки 16-ядерного кристалла Bulldozer
Micron выигрывает в результате закрытия Innovative Silicon
Производительность завтрашних систем
«Ситроникс Микроэлектроника» открывает производство 90-нм кристаллов
У фаундри – проблемы с выходом годных изделий на 28 нм
Институт IMEC установил превосходство FinFET-технологии
Темпы освоения новых топологических норм замедляются
IMEC готова к созданию 14-нм кристаллов