Развитие полупроводниковых технологий, по одному нанометру за раз

Д-р Гризельда Бонилья - старший менеджер группы Advanced BEOL Interconnect Technology в IBM Research, ответственный за предоставление инновационных решений, которые продвигают ведущие в отрасли технологии межсоединений на кристалле (BEOL) IBM. Мы сели с ней перед тем, как ее команда выступила с двумя докладами на конференции IITC / AMC в Сан-Хосе, штат Калифорния, на этой неделе.

Прежде всего, расскажите нам, почему 7-нанометровая технология так важна.

Доктор. Гризельда Бонилья, старший менеджер группы Advanced BEOL Interconnect Technology, IBM Research (Фото:NACME)

Гризельда Бонилья: 7-нм технология будет иметь решающее значение для будущего развития ряда платформ и систем, включая облачные вычисления, большие данные, когнитивные вычисления и мобильные устройства. В рамках наших инвестиций в 3 миллиарда долларов в 2014 году и сотрудничества со штатом Нью-Йорк, GLOBALFOUNDRIES и Samsung, разработанные нами методы и усовершенствования масштабирования могут привести к 50-процентному увеличению мощности / производительности для этих систем следующего поколения. Достижение 7-нанометрового узла, которого мы достигли благодаря сочетанию новых материалов, инструментов и методов, является очень многообещающим.

Какова была ваша роль в прошлогоднем революционном 7-нм чипе для тестирования узлов?

ГБ: Я руководил большой кросс-функциональной командой, которая определила и разработала новую и надежную технологию межсоединений с шагом 36 нм.

Каков прогресс после прошлогоднего прорыва?

ГБ: Это было захватывающе. Масштабирование BEOL - большая проблема для новейших узлов CMOS, включая 7-нм, над которыми мы работали. Мы сосредоточились на внутренних межсоединениях, которые соединяют устройства - транзисторы, конденсаторы, резисторы и т. Д. - друг с другом. Медная (Cu) проводка, с которой мы работаем, составляет менее 1/20 ^th размер оригинальных межсоединений из меди, представленных почти 20 лет назад. Мы впервые продемонстрировали межблочные соединения с агрессивным масштабированием с использованием литографии в крайнем ультрафиолете (EUV), что обеспечивает гибкость при проектировании схем. Это важно отчасти потому, что другие подходы к построению паттернов становятся все более сложными и, следовательно, накладывают ограничения на конструкцию схем.

Расскажите нам о конференции IITC / AMC. Что вы представляете и почему именно здесь можно представить свою работу?

ГБ: Конференция - главное собрание BEOL года. Ключевые промышленные и академические участники собираются вместе, чтобы поделиться и обсудить последние разработки. Нас пригласили провести два выступления по 7-нм технологии BEOL и совместной оптимизации технологии проектирования BEOL для выхода за пределы 7-нм технологии. Мой коллега, доктор Тео Стандерт, является ведущим автором нашей 7-нанометровой технологической статьи BEOL. Его команда отвечает за определение и демонстрацию решений межсоединений для будущих технологических узлов.

У нас также есть шесть выступлений и четыре плаката, посвященных ключевым показателям эффективности BEOL, а также новым методам интеграции и материалам. На конференции этого года у IBM Research Alliance больше всего докладов и выступлений.

Расскажите нам больше об Альянсе. Какой вклад внесли GLOBALFOUNDRIES, Политехнический институт SUNY и другие партнеры?

ГБ: Эти партнерские отношения были ключевыми. Они помогли исследовать последние инновации BEOL благодаря уникальному сотрудничеству глубоких исследовательских знаний IBM, навыков разработки и производства компаний GLOBALFOUNDRIES и Samsung,

Крупный план 7-нм чипа для тестирования узлов IBM, произведенного в SUNY Poly CNSE в Олбани, штат Нью-Йорк. (Даррил Баутиста / Feature Photo Service для IBM)

а также академические инновации и лидерство SUNY Poly.

Материал канала SiGe и литография EUV были названы прорывом в прошлом году. Какие новые дополнительные материалы или методы используются сейчас?

ГБ: Мы планируем выделить внедрение кобальтовой металлизации на контактном уровне и технические детали необходимых инноваций для создания надежного межсоединения BEOL с такими действительно захватывающими и агрессивными размерами.

Что означают эти достижения с точки зрения возможности массового производства 7-нм чипа?

ГБ: Они позволяют продолжить масштабирование межсоединений в технологическом узле 7 нм с продемонстрированной производительностью и надежностью. Мы представим первую в отрасли полную оценку металлургических производств прорывных контактов / локальных межсоединений, направленную на снижение сопротивления прорывных контактов - примерно в 2,5 раза ниже. Эти высокие сопротивления стали серьезным ограничителем производительности для высокопроизводительной КМОП-сверхбольшой интеграции (ULSI) в 10- и 7-нм технологических узлах.

Каково значение прорыва в области локальных межсетевых соединений?

ГБ: Мы сделали первое изменение в контактной металлургии с момента появления дамасской обработки - уникальной технологии аддитивной обработки, используемой для формирования межсоединений из меди, аналогичной методам металлической инкрустации, использовавшимся в средние века - около 25 лет назад. Это изменение будет иметь решающее значение для технологии 7-нм узлов, поскольку оно обеспечивает реальный путь к снижению потерь производительности при использовании традиционного металла - вольфрама.