ניו-טק מגזין | יולי 2023 | מהדורה דיגיטלית

אפיטקסיאליות באיכות גבוהה. כמו כן, יהיה צורך לפתח רכיבים חדשים וייעודיים לתהליך הייצור של טרנזיסטורים מסוג , שיאפשרו את הפרדה האנכית בשער CFET ובאזור המגע. הפתרון שלנו הוא לחלק את המחקר והפיתוח של טרנזיסטורים מונוליתיים למיזמי ביניים ולעבור בהדרגה CFET מסוג מהקל אל הכבד עד שנגיע לרמת המורכבות הנדרשת. כל מיזם ביניים כזה מבוסס על אב טיפוס שונה. השלב הראשון מתמקד בטרנזיסטורים מונוליתיים יוניפולריים p , שבהם מיוצרים התקני ה־ CFET מסוג העליונים והתחתונים על גבי פרוסות n וה־ סיליקון שונות. אבות הטיפוס הבאים יהיו מבוססים על טרנזיסטורים מונוליתיים מסוג , שייוצרו על גבי אותה פרוסת CMOS CFET סיליקון. ההבדל העיקרי בין השיטות הוא , CFET באופן חיבור הטרנזיסטורים מסוג כשהשאיפה היא להגיע לחיבור בתהליך ) וליצור את החיבורים middle - of - line ) MOL בגב פרוסת הסיליקון. תהליכים ושיטות שונות נבדקו עבור כל אחד מאבות הטיפוס, כשלכל אחד מהם יתרונות וחסרונות יחסיים בכל הנוגע לאיזון בין צריכת האנרגיה, הביצועים, גודל ההתקן ומורכבות התהליך. הידע והתובנות מהמחקר של כל אב טיפוס ישמשו אותנו במחקר של אב הטיפוס הבא בתור." טרנזיסטורים מונוליתיים עם CFET יוניפולריים מסוג ננומטר 48 גודל שער , הדגימה VLSI 2020 האנס מרטנס: "בכינוס בפעם הראשונה טרנזיסטורים Imec על פרוסת סיליקון CFET מונוליתיים מסוג ) CPP ננומטר, אם כי בגודל שער ( 300 בקוטר VLSI 2023 ננומטר. בכינוס 90 גדול של טרנזיסטורים Imec שנערך השנה, הציגה עם גודל שער של CFET יוניפולריים מסוג ננומטר, שכבר מתאים לייצור המוני 48 ]. עבודת המחקר הזאת נבחרה לאחד 1[ . VLSI 2023 מההרצאות הבולטות בכינוס אבות הטיפוס שלנו הציגו יכולות אפיוני nMOS מיתוג יוצאות מן הכלל עבור התקני ה־ העליונים והתחתונים בנפרד. pMOS וה־ בימים אלה אנחנו עובדים על מציאת שיטות חדשות שיאפשרו להמשיך ולהקטין את גודל השער של הטרנזיסטורים המונוליתיים . CFET היוניפולריים מסוג בהדגמה נבדקו המבנים האפיטקסיאליים

עליון nFET תחתון ו־(ב) pFET חתך רוחב של טרנזיסטורים מסוג (א) :1 איור « .)VLSI 2023 ננומטר) (התמונה הוצגה בכינוס 27 = L G,PHYS (

הרכיב הייעודי הראשון לטרנזיסטורים , שאותו אנחנו מכנים 'המבודד CFET מסוג Middle dielectric הדיאלקטרי האמצעי ( בקיצור)', פותח בשל MDI או isolation הצורך בשכבת בידוד דיאלקטרית אנכית בין חלקו העליון והתחתון של השער, כדי שתהיה אפשרות לשלוט בנפרד על מתח ) של הטרנזיסטור העליון והתחתון. Vt הסף ( לשם כך, הציע הצוות שלנו פתרון ייחודי שמשנה את תהליך הייצור כבר מהשלב /) Si הראשון: הפיכת מבנה הסיליקון ( ), המשמש ליצירת SiGe סיליקון־גרמניום ( , CFET החלק הפעיל של הטרנזיסטור מסוג למבנה רב־שכבתי גבוה יותר המורכב , כאשר שיעור Si / SiGe 1/ SiGe 2 משכבות מאשר SiGe 2 הגרמניום גבוה יותר בשכבת הדלות SiGe 1 . בזמן ששכבות SiGe 1 בשכבת בגרמניום, שאותן אנחנו מקריבים, מוחלפות במתכות הסופיות שקובעות את מתח הסף ), מומרות השכבות העשירות בגרמניום Vt ( ) ויוצרות MDI למבודד הדיאלקטרי האמצעי ( p לצד ה־ n את ההפרדה הנדרשת בין צד ה־ של השער. המבנה הזה מאפשר ליצור את הריווח הפנימי בשכבה הדלה בגרמניום, שהוא מאפיין חיוני של ארכיטקטורת הננו־משטחים ותפקידו לבודד את השער מהמקור־שפך. כיום מתמקד המחקר שלנו במציאת הדרך היעילה ביותר לייצור המקור־ שפך התחתון, שכבת הבידוד האמצעית החדשה והריווח הפנימי במרווחים זעירים וביחס צירים גבוה. יש צורך בהפרדה אנכית נוספת בין המתכות

של המקור־שפך והמגע מקור־שפך עבור הטרנזיסטור העליון או התחתון. כמו כן, כדי להגביל את יחס הצירים ולקצר את תהליך הפיתוח, החלק הפעיל של המבנה הוגבל רק לננו־משטח אחד עבור הטרנזיסטור התחתון וננו־משטח שני לטרנזיסטור העליון. כל זאת במטרה להדגים כי מצאנו דרך לשלוט בנפרד על ההתקן העליון והתחתון, באמצעות ננומטר בלבד. זהו צעד חשוב 30 רווח של בדרך לפיתוח תהליך ייצור מסחרי של ". CFET טרנזיסטורים מסוג טרנזיסטורים מונוליתיים : האתגר CMOS CFET מסוג הבא : "במקביל, Imec סטיבן דמוינק, מנהל מדעי ב־ אנחנו ממשיכים לעבוד על פיתוח אב טיפוס , שהוא CMOS CFET של טרנזיסטור מסוג ושלפיתוחו נרתמו Imec יעד אסטרטגי עבור שותפינו מהתעשייה. בשונה מטרנזיסטורים , יונח ההתקן מסוג CFET יוניפולריים מסוג על גבי אותה פרוסת p מעל ההתקן מסוג n סיליקון והם יחוברו בנפרד זה מזה. כמו כן, תהליך הייצור צריך לאפשר שימוש במתח ) שונה בשני ההתקנים, אף על פי שהם Vt סף ( חולקים שער משותף, וכל זה בגודל שער של ננומטר המתאים לייצור המוני. המבנה 50 האנכי הזה מציב לא מעט אתגרים. הוא מצריך לא רק פיתוח של שלושה תהליכים , CFET ייעודיים לטרנזיסטורים מסוג אלא גם שינויים בתהליך הייצור כולו, כדי להתאימו לרכיבים ולתהליכים החדשים.

43 l New-Tech Magazine