在IEEE国际电子器件会议IEDM 2024的盛大舞台上,Intel代工向全球科技界亮出了其在半导体工艺领域的四张王牌,这些创新成果不仅代表了Intel在推进四年五个工艺节点计划上的坚实步伐,更为实现2030年前在单芯片上集成1万亿个晶体管的宏伟蓝图奠定了坚实基础。
首先登场的是减成法钌互连技术,这是一项革命性的突破,它摒弃了传统的铜镶嵌工艺,转而采用新型金属化材料——钌。结合薄膜电阻率和空气间隙的巧妙设计,该技术在微缩互连方面取得了显著进步。当间距缩小至25纳米及以下时,通过引入空气间隙,该技术能够大幅降低线间电容,最高可达25%。这一创新不仅具备量产的可行性和成本效益,更预示着它将在未来的Intel代工制程节点中扮演重要角色。
紧接着,Intel展示了选择性层转移(SLT)技术,这是一项异构集成的解决方案,其独特之处在于能够以前所未有的灵活性集成超薄芯粒。相较于传统的芯片到晶圆键合技术,SLT技术能够显著减小芯片尺寸,提高纵横比,并将芯片封装中的吞吐量提升高达100倍。结合混合键合或融合键合工艺,SLT技术能够封装来自不同晶圆的芯粒,从而大幅提升功能密度,为异构集成开辟了新的道路。
在晶体管领域,Intel代工同样带来了令人瞩目的创新——硅基RibbonFET CMOS晶体管。这款晶体管的栅极长度仅为6纳米,不仅在大幅缩短栅极长度、减少沟道厚度方面取得了显著成果,更在抑制短沟道效应和提升性能方面达到了业界领先水平。这一突破为摩尔定律的延续提供了关键支撑,也为未来更短栅极长度的晶体管研发铺平了道路。
Intel代工还在2D GAA晶体管的栅氧化层技术上取得了重要突破。为了加速GAA技术的创新步伐,Intel展示了在2D GAA NMOS和PMOS晶体管制造方面的研究成果,特别是在栅氧化层模块的研发上取得了显著进展。这一技术成功地将晶体管的栅极长度缩小到了30纳米,为微缩化进程注入了新的活力。同时,Intel在2D TMD(过渡金属二硫化物)研究方面也取得了新进展,未来有望取代硅成为先进晶体管工艺的新材料。
除了上述四大创新成果外,Intel代工还在300毫米GaN(氮化镓)领域持续推进开拓性研究。在300毫米GaN-on-TRSOI(富陷阱绝缘体上硅)衬底上,Intel成功制造了业界领先的高性能微缩增强型GaN MOSHEMT。这一创新不仅有助于减少信号损失、提高信号线性度,还提供了基于衬底背部处理的先进集成方案,为GaN技术的应用开辟了更广阔的空间。