上海高精密设备装卸搬运
2021-07-03
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亚瑟半导体设备安装（上海）有限公司
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上海高精密设备装卸搬运的亚瑟报道：在 2021 年 6 月的 VLSI 技术和电路研讨会上，举办了一个关于“面向 2nm-CMOS 和新兴存储器的精密设备搬运工艺和器件技术”的短期课程。在本文中，我将回顾前两个介绍前沿逻辑器件的演讲。这两个演示文稿是互补的，并提供了对逻辑技术可能发平面 MOSFET 的栅极长度 (Gate length：Lg) 缩放限制在大约 25nm，因为单表面栅极（single surface gate）对亚表面泄漏（ sub surface leakage）的控制很差。
添加更多的栅极（例如在 FinFET 中），将使其中的沟道被限制在三个栅极之间，从而能够将 Lg 缩放到沟道厚度的大约 2.5 倍。FinFET 已经从英特尔采用的高度倾斜鳍壁（highly sloped fin walls ）的 22 纳米发展到今天更加垂直的壁（vertical walls）和台积电为其 5 纳米工艺实施的高迁移率沟道 FinFET。更高的鳍会增加有效沟道宽度 (effective channel width：Weff)，Weff = 2Fh + Fth，其中 Fh 是鳍（Fin）高度，Fth 是鳍（Fin）厚度。增加 Weff 会增加重载电路（heavily loaded circuits）的驱动电流，但过高的鳍会浪费有源功率（active power）。直而薄的鳍片有利于短沟道效应（short channel effects），但 Fw 受到迁移率降低和阈值电压可变性（threshold voltage variability）增加的限制。在他们的 5nm 技术中实施高迁移率沟道（作者指出，用于 pFET 鳍片的 SiGe）使 TSMC 的驱动电流提高了约 18%。精密设备搬运随着器件按比例缩小，寄生电阻和电容又将成为一个新问题。CPP（Contacted Poly Pitch）决定标准cell宽度（见图 1），它是由 Lg、接触宽度 (Contact Width ：Wc) 和垫片厚度 ( Spacer Thickness：Tsp) 组成，CPP = Lg + Wc + 2Tsp。减少 Wc 会增加寄生电阻，除非进行工艺改进以改善接触，而减少 tsp 会增加寄生电容，除非使用较慢的介电常数间隔物。精密设备搬运添加sheets与 Weff 相加，Wee = N*2(W+H)，其中 N 为sheets的数量，W 为sheets的宽度，H 为sheets的高度（厚度）。终，sheets的数量受到底部sheets性能的限制。sheets之间的间距随着寄生电阻和电容的减小而降低，但精密设备搬运足够大以使栅极金属（gate metals）和电介质(dielectric)进入间隙(gap)。在 HNS 堆栈下方有一个底部寄生台面器件( bottom parasitic mesa device)，可以通过注入或介电层进行控制。
