英特爾與GlobalFoundries公開(kāi)新一代制程技術(shù)細節

　　在2017年度IEEE國際電子組件會(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)細節...

　　在近日于美國舊金山舉行的2017年度IEEE國際電子組件會(huì )議(International Electron Device Meeting，IEDM)上，英特爾(Intel)透露了將在10納米制程節點(diǎn)的部分互連層采用鈷(cobalt)材料之計劃細節，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7納米制程節點(diǎn)。

　　Intel表示將在10納米節點(diǎn)互連的最底部?jì)蓚€(gè)層采用鈷，以達到5至10倍的電子遷移率改善，以及降低兩倍的通路電阻(via resistance)。市場(chǎng)研究機構VLSI Research董事長(cháng)暨執行長(cháng)G. Dan Hutcheson表示，這是第一次有芯片制造商分享將鈷材料應用于制程技術(shù)的計劃細節，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納米節點(diǎn)采用EUV，該公司介紹了一個(gè)完全以浸潤式光學(xué)微影為基礎的平臺，但被設計成能在特定層級導入EUV，以改善周期時(shí)間與制造效率;該公司技術(shù)長(cháng)暨全球研發(fā)副總裁Gary Patton在接受EE Times采訪(fǎng)時(shí)表示，EUV仍有一些問(wèn)題需要解決，包括光罩護膜(pellicle)以及檢測技術(shù)。Globalfoundries目前在紐約州北部的Fab 8晶圓廠(chǎng)安裝了第一套EUV量產(chǎn)工具。

　　Hutcheson接受EE Times訪(fǎng)問(wèn)時(shí)表示，他對于Intel與Globalfoundries 在IEDM上的技術(shù)簡(jiǎn)報印象深刻，不過(guò)也補充指出，對硬底子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人士來(lái)說(shuō)，技術(shù)細節的缺乏還是令人失望，但芯片業(yè)者通常會(huì )希望保留專(zhuān)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)相較可達到兩倍以上，這意味著(zhù)產(chǎn)業(yè)界仍然跟隨著(zhù)摩爾定律(Moore’s Law)腳步。

　　Intel與Globalfoundries先前都曾發(fā)表最新制程技術(shù);Intel的10納米節點(diǎn)是在3月首度亮相，采用自我校準四重圖形(self-aligned quadruple patterning，SAQP)技術(shù)，為鰭片寬度7納米、高度46納米，間距34納米的FinFET結構。

　　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，號稱(chēng)與該公司授權自三星(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(multiple voltage thresholds)。

　　介電質(zhì)材料點(diǎn)燃新戰火

　　Intel將在10納米節點(diǎn)以鈷進(jìn)行觸點(diǎn)金屬化(contact metallization)，可能會(huì )成為先進(jìn)半導體制程戰場(chǎng)上的差異化特點(diǎn);Globalfoundries則將在7納米節點(diǎn)繼續采用半導體產(chǎn)業(yè)在過(guò)去幾個(gè)節點(diǎn)使用的銅/低介電材料(low-k dielectrics)。

　　Globalfoundries的Patton與負責介紹7納米技術(shù)的技術(shù)團隊杰出成員Basanth Jagannathan在IEDM簡(jiǎn)報后接受EE Times采訪(fǎng)時(shí)表示，繼續采用銅/低介電材料是因為其具備可靠度優(yōu)勢，能降低技術(shù)復雜度與良率風(fēng)險：「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(zhù)差異特性，是在后段金屬化采用雙重圖形;對此Jagannathan在簡(jiǎn)報中說(shuō)明，利用SAQP可能供密度優(yōu)勢，但會(huì )對客戶(hù)仰賴(lài)的靈活性有嚴重妨礙?！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計?！筆attom則對EE Times表示，在后段制程繼續采用雙重圖形，「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)不同的方法達成密度目標?！?/p>

　　在IEDM上，Intel除了透露10納米制程細節，還提供了另外一篇論文介紹22納米FinFET低功號制程技術(shù)，也讓VLSI Research的Hutcheson印象深刻;他表示，這種制程──被視為手機與RF應用之理想選擇──說(shuō)明了一種新趨勢，就是晶圓代工業(yè)者正紛紛「走回頭路」，優(yōu)化較舊制程節點(diǎn)。

　　Globalfoundries的Patton在今年的IEDM還獲頒IEEE Frederik Philips獎項，表彰他對產(chǎn)業(yè)界的影響力以及領(lǐng)導開(kāi)發(fā)先進(jìn)微電子技術(shù)、推動(dòng)合作研發(fā)計劃的成就;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。