Исследователи IBM получают премию за инновации в области исследований в области полупроводников

Ученые IBM были отмечены наградой за инновации в индустрии сложных полупроводников в 2017 году. Это признание стало кульминацией пяти лет исследований, проведенных командой IBM из Цюриха, которая сосредоточена на использовании материалов с высокой мобильностью в кремниевой КМОП-технологии с масштабированием менее 7 нанометров (нм).

Рассмотрим технологическую цепочку от мобильных устройств до Интернета вещей, облака и всего, что между ними. Существует огромный компромисс между мощностью и производительностью, что приводит к сокращению срока службы батареи и проблемам с энергопотреблением. Ученые IBM считают, что у них есть ответы, которые можно описать тремя словами:масштабирование и новые материалы.

Главным достижением победившей команды IBM стала первая демонстрация технологии CMOS на основе арсенида индия-галлия (InGaAs) / кремния-германия (SiGe) на кремниевой (Si) подложке с использованием процессов, подходящих для крупносерийного производства на пластинах диаметром 300 мм. Гибридная интеграция InGaAs / SiGe - один из основных путей дальнейшего улучшения показателей компромисса мощности / производительности для цифровых технологий за пределами 7-нм узла. Их подход, основанный на избирательной эпитаксии, привел к созданию функциональных инверторов и плотных массивов 6T-SRAM - базовых блоков цифровых КМОП-схем.

Д-р Лукас Черномаз, один из ведущих ученых, занимавшихся этим исследованием в IBM, сказал:«Ожидается, что эта новая технология позволит повысить производительность на 25 процентов при том же энергопотреблении или удвоить время автономной работы мобильных устройств при сохранении их производительности. ”

Присоединяйтесь к @LCzornomaz на @CS_Conference, он представляет технологию Hybrid IIIV / SiGe для CMOS за пределами https://t.co/iUiqSDPqJr pic.twitter.com/G2e0fOTDid

- IBM Research (@IBMResearch) 25 февраля 2016 г.

Эта работа - первая в своем роде - была представлена ​​на последней конференции по технологии СБИС. Он завершает серию ключевых демонстраций InGaAs / SiGe CMOS, представленных в многочисленных материалах и основных моментах за последние четыре года на собраниях IEDM и симпозиумах по технологиям VLSI. На протяжении многих лет технологическим узким местом является демонстрация пути, который позволяет одновременно выращивать высококачественные кристаллы InGaAs, производить высокоэффективные полевые транзисторы InGaAs «на изоляторе» и их совместную обработку с устройствами SiGe на кремниевой подложке. .

Несмотря на то, что было предложено несколько подходов, успешная работа команды IBM - единственная, в которой представлены основные строительные блоки цифровых схем в соответствующих размерах и достигнут важный рубеж на пути к производимой гибридной технологии InGaAs / SiGe CMOS. Он основан на трех ключевых характеристиках единой технологии:селективном росте высококачественных областей InGaAs-on-Insulator, изготовлении полевых транзисторов InGaAs finFET с физической длиной затвора Lg =35 нм с хорошими характеристиками устройства и обработке функциональных 6T- Ячейки SRAM с площадью ячейки ≈0,4 мкм2.

Он четко подчеркивает потенциал заявленной работы как предпочтительного метода для совместной интеграции полевых МОП-транзисторов InGaAs и SiGe для передовой технологии КМОП. Это также открывает дверь к будущим недорогим радиочастотным или фотонным схемам, основанным на аналогичных гибридных кремниевых технологиях III-V.

«Несмотря на то, что предстоит еще много работы, мы продемонстрировали, что наша конструкция работает и ее можно производить», - сказал д-р Черномаз.

Неудивительно, почему команда выиграла заветный приз.

В будущем команда продолжит поддерживать развитие этой технологии в направлении производства и изучать ее применение для интегрированной радиочастотной связи и интегрированных фотонных устройств с Si CMOS для будущих технологий Интернета вещей.

Эта работа финансировалась Европейским Союзом в соответствии с Соглашениями о грантах № 619325 (FP7-ICT-COMPOSE3), № 619326 (FP7-ICT-III-V-MOS) и № 628523 (FP7-IEF-FACIT).