Intel、IBM 22/15nm制程部分關(guān)鍵制造技術(shù)前瞻

　　柵極寬度不斷減小所帶來的負面效應(yīng)越來越明顯。首先,為了消除短通道效應(yīng)，人們不得不向溝道中摻雜磷，硼等雜質(zhì)元素，這便導(dǎo)致管子門限電壓Vt的上升，同時還降低了溝道中電子流動的速度，造成管子速度的下降。而且用來向溝道中摻雜雜質(zhì)的離子注入工藝也存在很難控制的問題，很容易造成管子門限電壓過大等不良結(jié)果。

　　其次,傳統(tǒng)的SiGe PMOS硅應(yīng)變技術(shù)也開始面臨瓶頸，在32nm制程節(jié)點中,漏源兩極中摻雜的鍺元素含量已經(jīng)占到了40%左右,很難再為溝道原子提供更高級別的應(yīng)變.

　　其三,柵極氧化物的厚度方面也將出現(xiàn)發(fā)展瓶頸問題.IBM研發(fā)中心的高管Bruce Doris表示,柵極氧化物厚度減薄的速度已經(jīng)跟不上柵極寬度縮小的步伐.

　　其它一些平面型晶體管所面臨的問題也將越來越難解決.工作電壓的不斷升高,使芯片的功耗控制變得越來越困難;而且關(guān)鍵尺寸的縮小還會導(dǎo)致漏/源極電阻的不斷增大.

　　那么業(yè)界有什么策略來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)呢?

　　Intel的戰(zhàn)略：22nm仍采用傳統(tǒng)技術(shù)，15nm可能轉(zhuǎn)向三門結(jié)構(gòu)

　　據(jù)Intel表示，在下一代22nm制程產(chǎn)品中，他們?nèi)詫⒗^續(xù)采用傳統(tǒng)基于體硅的平面型晶體管結(jié)構(gòu)(此前曾有傳言稱 Intel會在22nm制程中轉(zhuǎn)向立體結(jié)構(gòu)的三門晶體管技術(shù))，他們計劃于2011年底正式推出22nm制程技術(shù)。而在今年的9月份，Intel已經(jīng)展示過一款采用22nm制程技術(shù)制造的SRAM芯片，這種芯片的存儲密度為364Mb，內(nèi)含29億個晶體管，并且采用了Intel第三代gate-last HKMG制程技術(shù)，門極絕緣層和金屬柵極的主要部分在制造工序的最后幾個工步制造成型，避開前面的高溫退火工步(45/32nm中使用的前代技術(shù)則只有金屬柵極才在最后幾個工步制造成型)。

　　至于15nm制程節(jié)點，Bohr表示，Intel目前正在考慮在15nm制程節(jié)點上要采用哪些新的制程技術(shù)以滿足要求，他認為：“全耗盡技術(shù)對降低芯片的功耗非常有效。”不過 Intel目前也在考慮除此之外的多種可行性方案，比如是轉(zhuǎn)向三門晶體管技術(shù)(三門技術(shù)其實與IBM的雙門finFET同屬finFET型晶體管，但由于對手將其雙門技術(shù)命名為finFET，因此Intel便根據(jù)自己的finFET技術(shù)特點將其命名為三門技術(shù))，或者是轉(zhuǎn)向全耗盡+平面型晶體管技術(shù)等等。據(jù)Bohr表示，Intel會在六個月之內(nèi)就15nm制程節(jié)點將采用哪一種新技術(shù)做出決定。